Les paramètres du métamorphisme de ride d'une lithosphère océanique à expansion rapide : la circulation hydrothermale est importante jusqu'à la lentille magmatique sous le complexe filonien (lent. mag.) ; elle devient faible en profondeur, mais l'eau atteint sporadiquement le manteau à la faveur de fractures. La pression et la déformation restent faibles. (cliquez sur les différentes zones de l'image)

Le complexe volcanique est le siège d'une "altération hydrothemale" de basses températures, grâce à une circulation hydrothermale intense.

La base du Complexe filonien est un site favorable à la recristallisation métamorphique, grâce à la chaleur de la proximité de la lentille magmatique et une circulation hydrothermale qui reste encore relativement importante. Aussi, les gabbros isotropes enregistrent les différentes étapes du refroidissement, depuis les conditions du faciès granulite jusqu'à celles du faciès Schistes Verts....

Le clinopyroxène (brun) de ce gabbro isotrope est entouré d'une couronne d'amphibole.

Parfois, le clinopyroxène a disparu et la roche est une amphibolite. La texture ophitique de la roche est préservée. L'amphibole est optiquement zonée, du brun au vert.

Cette variation de la couleur est contrôlée par une variation notable de la teneur en Titane dans le minéral. Celle-ci dépend de la température et constitue un très bon géothermomètre. Ainsi, cette variation de la couleur de l'amphibole, du brun au vert, indique une diminution de la teneur en Ti corrélée à une baisse de température.

A la base du complexe filonien, les filons s'enracinent dans les gabbros isotropes (formés par cristallisation de la lentille magmatique) et interagissent avec ceux-ci.

Les filons ont une structure ophitique et, comme les gabbros isotropes sous-jacents, sont parfois, eux mêmes recristallisés en amphibolites.

Sur la photo ci-dessous, les amphiboles recristallisent en agrégats équigranulaires (hb2) en mimant la texture ophitique des minéraux précoces...

... ce qui est bien visible en lumière polarisée analysée (LPA, ci-dessous).

Parfois le minéral précoce est préservé : il s'agit d'une amphibole, soit brune, soit verte (hbb1 ou hbv1).

On remarque que ces petits cristaux des agrégats secondaires sont également zonés de brun à vert (hbb2).

Le géothermomètre basé sur les concentrations en titane des amphiboles nous permet d'évaluer les températures de cristallisation des différents générations de hornblende : hbb-v1 et hbb-v2. C'est le travail qu'a réalisé B. Debret au cours de son mémoire de M1 cette année 2009 et que l'on peut résumer sur cette figure :

Deux trajets PTt caractéristiques dans l'ophiolite d'Oman : à la racine du complexe filonien et, en dessous, dans le complexe gabbroïque. Les portions en trait plein sont les portions enregistrées par les roches présentées. Les portions de trajet dans les conditions du faciès Schistes Verts (traits verts) sont placées qualitativement.

Les amphiboles précoces enregistrent un intervalle de températures entre 980 et 550°C, tandis que les amphiboles des agrégats secondaires, un intervalle entre 850 et 530°C.
Au cours du refroidissement de la roche, les amphiboles métamorphiques précoces brunes et vertes se forment au dépens du clinopyroxène et du plagioclase magmatique. Parfois, le refroidissement est interrompu et la roche est à nouveau réchauffée dans les conditions du faciès granulite avant de se refroidir à nouveau.
Un tel "recuit" est reconnu dans différentes régions et serait lié à la proximité de la lentille magmatique : celle-ci, affectée d’un dynamisme de montée et descente viendrait réchauffer la base des filons.

Montée et descente de la lentille magmatique (en jaune) ; lors de sa montée, la lentille "cuit" la racine du complexe filonien (dessin du milieu ; d'après Lydéric France, thèse Montpellier, 2009)

La photo ci-dessous (en LPNA) montre une belle structure coronitique produite par la réaction entre l'olivine et le plagioclase (Pl) (en présence d'eau) pour produire une amphibole (actinote-hornblende : amp) et des petits grains sombres de spinelle (spl) (segment blanc : 0.3 mm).

Dans le complexe gabbroïque, sous la lentille magmatique, les gabbros cristallisent lentement dans la bouillie cristalline et acquièrent une foliation et linéation magmatique. Lorsque les gabbros ont complétement cristallisé, si une circulation limitée des fluides ne favorise pas le métamorphisme, par contre, une vitesse de refroidissement faible permet la recristallisation de ces roches à hautes températures.

Ainsi, dans des roches improprement appelées "gabbros-norites" ou "gabbros à 2 pyroxènes", le géothermométre basé sur le couple OPx-Cpx indique des températures qui s'échelonnent entre 1000 et 750°C ; la texture de ces roches devient granoblastique : ces roches ont recristallisé à l'état solide et sont donc des métagabbros ou des"granulites à 2 pyroxènes". De telles roches sont bien connues dans les complexes magmatiques profonds mis en place dans la croûte continentale profonde (Zone d'Ivrée dans les Alpes Italiennes, par ex.) ou bien à la base des arcs insulaires (tel l'arc du Kohistan en Himalaya).

Difficile de faire la distinction entre Opx (o) et Cpx (c) dans cette granulite à 2 prxs ! (pl = plagioclase)

La circulation d'eau est limitée dans le complexe gabbroïque, mais non totalement absente et ceci, même jusqu'au Moho. La photo ci-dessous est prise dans un échantillon de filon dans le Manteau, juste sous le Moho . Cette symplectite est formée de bourgeons d'orthopyroxènes ou d'amphiboles brunes dans des clinopyroxènes : la circulation hydrothermale se fait dans les conditions du faciès granulite-amphibolite.

Des minéraux de basses températures : trémolite, chlorite séparent l'olivine du plagioclase :

Ces minéraux montrent que cette hydration peut se faire dans les conditions du faciès Schistes Verts, lorsque la croûte est suffisamment éloignée de la ride (hydrothermalisme hors axe) et refroidie pour être dans les conditions de ce faciès.

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