Les pyroxénites de Beni Bousera

LES PYROXENITES A GRENAT DU MASSIF DE BENI BOUSERA (MAROC)

 

Ces nouveaux résultats sur les pyroxénites à grenat de Beni Bousera sont issus de la thèse de doctorat de Fatima El Atrassi, soutenue le 15 juin 2012 au Laboratoire de Géologie de l’Ecole Normale Supérieure à Paris. Cette thèse de doctorat a été encadrée par Fabrice BRUNET, Gilles CHAZOT et Christian CHOPIN.

Les travaux présentés ci-dessous sont issus de trois articles qui ont été publiés entre 2011 et 2014.

El Atrassi, F., Brunet, F., Bouybaouene, M., Chopin, C and Chazot, G., 2011, Melting textures and microdiamonds preserved in graphite pseudomorphs from the Beni Bousera peridotite massif, Morocco., Eur. J. Mineral., 23, 157-168.

El Atrassi, F., Brunet, F., Chazot, G., Bouybaouene, M. and Chopin, C., 2013, Metamorphic and magmatic overprint of garnet pyroxenites from the Beni Bousera massif (northern Morocco) : Petrography, mineral chemistry and thermobarometry. Lithos, 179, 231-248.

El Atrassi, F., Chazot, G., Brunet, F., Chopin, C. and Bouybaouene, M., 2014, Amphibole genesis in pyroxenites from the Beni Bousera peridotite massif (Rif, Morocco): Evidence for two different metasomatic episodes. Lithos, 208-209, 67-80.

Les fichiers pdf de ces différents articles sont disponibles sur ma page ResearchGate :

(https://www.researchgate.net/profile/Gilles_Chazot)

 

Le massif de Beni Bousera, situé dans le Rif interne au Maroc affleure sous la forme d’un anticlinal allongé de 15 par 5 km. Il est constitué de roches ultrabasiques, principalement des péridotites (Lherzolites à spinelle, harzburgites à spinelle et dunites à spinelle ou grenat). Les pyroxénites représentent environ 10% du massif et apparaissent sous forme de bancs d’épaisseur variable (1 cm à 2m) parallèles à la foliation des péridotites.

La mise en place dans la croûte de ce massif mantellique est encore très discutée. Elle résulte sans doute de phénomènes de diapirisme mantellique puis d’amincissement crustal dans un contexte de recul de la subduction alpine vers le sud et l’ouest. La mise en place dans la croûte continentale du massif de Beni Bousera a eu lieu entre 25 et 20 millions d’années.

Gysi-01

 Carte et coupe géologique du Massif de Beni Bousera (Maroc) d’après Gysi et al., J. Petrol. (2011)

 Certaines pyroxénites à grenat contiennent des agrégats de graphite, parfois avec des formes cristallographiques octaédriques bien conservées. Ces agrégats ont été interprétés comme des pseudomorphoses de diamant et pourraient indiquer une origine à plus de 140 km de profondeur dans le manteau pour le massif de Beni Bousera.

2011 EJM-01Agrégat de graphite ayant conservé une forme de cristal de diamant dans une pyroxénites à grenat.

 A l’intérieur de ces agrégats graphitiques, des cristaux de clinopyroxène, d’orthopyroxène et de grenat sont présents, et sont parfois séparés par des films micrométriques de verre silicaté, témoins d’un épisode de fusion partielle in-situ durant la remontée du massif vers la surface.

2011 EJM-02Image électronique d’un film de verre (en blanc) intercalé entre des feuillets de graphite, et composition chimique du verre obtenue sur un spectre EDS.

 Une étude détaillée des agrégats de graphite a permis de découvrir à l’intérieur des cristaux de diamant de taille inférieur à 2 µm.

Ces diamants confirment les premières hypothèses de l’origine très profonde du massif de Beni Bousera et démontrent que les parties centrales des cristaux ont survécues à la décompression liée à la remontée du massif jusqu’à la surface.

 2011 EJM-03Images électronique de micro-diamants contenus dans des agrégats de graphite, et spectres Raman correspondants.

 Les clinopyroxénites à grenat avec (GGP) ou sans (GP) graphite, initialement en équilibre avec le diamant, ont subi des transformations métamorphiques durant leur remontée vers la surface, notamment par une déstabilisation du clinopyroxène suivant la réaction :

Cpx(I) = 0,55-0,60 Cpx(II) + 0,30-0,35 Opx(II) + 0,03-0,05 Gt(II) + 0,03-0,5 Pl

2013-El Atrassi-02(e) Image au microscope polarisant (lumière polarisée) d’une pyroxénite à grenat en amphibole avec une couronne de symplectite autour de certains grenats. (f) Porphyroclaste de clinopyroxène (lumière polarisée analysée) décomposée en lamelles de clinopyroxène, orthopyroxène et grenat.

 Les deux générations de grenat sont distinguables par leur compositions en terres rares obtenues par ablation laser et ICP-MS.

 2013-El Atrassi-01Composition en terres rares des différentes générations de grenats et clinopyroxènes dans des pyroxénites à grenat (GP) et des pyroxénites à graphite et grenat (GGP).

 Pendant l’exhumation du massif mantellique, une couronne de symplectite s’est développée autour des grenats en réponse à la diminution de pression.

 2013-El Atrassi-03Cartographie chimique du détail d’une symplectite autour d’un cristal de grenat avec parfois développement d’amphibole ou d’une couronne de plagioclase.

 

Les webstérites et clinopyroxénites à grenat contiennent fréquemment des amphiboles et des phlogopites, témoins d’un métasomatisme modal important dans ces lithologies.

Lithos2014-01Amphiboles et phlogopites développées dans les pyroxénites par métasomatisme.

Les observations texturales et les analyses chimiques des minéraux permettent de mettre en évidence deux phases successives de circulation de fluides.

– Les webstérites à grenat ont interagi avec des magmas silicatés riches en terres rares avant la remontée du massif. Les amphiboles sont à l’équilibre chimique avec les minéraux de la matrice. Les magmas proviennent d’une source péridotitique.

– Les clinopyroxénites à grenat contiennent des amphiboles et des plagioclases métasomatiques formés à plus basse température pendant la remontée du massif mantellique. Les amphiboles sont en déséquilibre chimique avec les minéraux de la matrice. Le fluide métasomatique était riche en HREE et pauvre en LREE et provient de la fusion partielle de pyroxénites présentes dans le massif de Beni Bousera.

Lithos02

 

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