Attention
en cours de relecture !!!
Cette page a été développée dans le cadre d’une présentation concernant l’anatexie et les migmatites. – ▤ – Migmatites et anatexie – Introduction
Quelques informations de base concernant le métamorphisme sont fournies dans – ▤ – Métamorphisme – Introduction
La série métamorphique – Région de Gavarnie :
Une présentation des migmatites de Gavarnie par Laurent Martin :
Au niveau des célèbres cirques de Gavarnie, Estaubé et Troumouse, l’érosion a mis à l’affleurement des roches de socle métamorphisées au cours de l’édification de la chaîne Hercynienne. Le métamorphisme a même abouti à l’anatexie (fusion partielle). Interprétées comme d’anciennes pélites d’âge cambro-ordovicien, elles forment une série de roches dont les caractéristiques minéralogiques et texturales dépendent de l’augmentation en pression et température qu’elles ont subi au cours de l’épaississement crustal mais aussi de leur composition chimique initiale.
Auteur : Laurent MARTIN (laurent.martin1@ac-toulouse.fr) – Géolthèque du Sud-Ouest
▻ – Métamorphisme et anatexie à Gavarnie – document – Laurent MARTIN — – ===> –⚑–
▻ – Migmatites du dôme métamorphique de Gavarnie/Héas (Hautes-Pyrénées) – Page 13 à 27 – Saga-Géol ===> –⚑– Description détaillée des roches métamorphiques.
Pourquoi s’intéresser à cette formation ?
Réponse en fin de page.
Laurent Martin récapitule toutes les roches de la série métamorphique de Gavarnie :
… Dans un tableau.
… Dans un texte descriptif de chacune d’elles.
… Dans un diagramme qui propose un schéma P-T-t suivi par ces roches.
▻ – Proposition du chemin P-T-t – Laurent MARTIN — Arrêt : Migmatite d’Estaubé ===> –⚑–
Le diagramme des roches de la série métamorphique :
Pour avoir à portée de main ce tableau dans un autre onglet : — –📸–
◍ – Les roches dans un tableau :
Pour avoir à portée de main ce diagramme dans un autre onglet : — –📸–
◍ – Une série métamorphique présentée par Christian Nicollet :
▻ – Le tracé du Gradient Métamorphique – Christian Nicollet – ===> –⚑–
Une série métamorphique plus courte, mais bien illustrée :
◍ – A propos des polymorphes (And-Sil-Ky) du silicate d’aluminium – Al2O(SiO4) :
La présence de l’andalousite et de la sillimanite en l’absence de disthène ou kyanite dans les roches métamorphiques de cette série indique que ces roches se sont formées à Basse Pression à près de 4 Kilobar, moins de 12 km, à une pression inférieure à celle du point triple de ce polymorphe du silicate d’alumine.
▻ – Point triple : Wikipédia ===> –⚑– –
▻ – Silicate d’alumine : Wikipédia ===> –⚑–
▻ – Page 105 : Notice explicative de la feuille de Gavarnie à /50 000 – C.MAJESTÉ ·MENJOULÀS, F. DEBON, P. BARRÈRE – ===> –⚑–
◍ – A propos du protolithe de la série métamorphique de Gavarnie :
La roche magmatique obtenue par anatexie est de la granodiorite et non du granite : cela semble indiquer que le protolithe est une pélite que l’on qualifie souvent d’origine volcano-sédimentaire :
▻ – 1 – La chlorite est un minéral secondaire qui se forme par altération des pyroxènes, amphiboles, biotite et grenat. Cela confirme que les sédiments contiennent des produits d’altération de roches volcaniques basiques.
▻ – 2 – Les granodiorite contiennent des minéraux noirs ferromagnésiens tels que pyroxènes et amphiboles, alors qu’ils sont totalement absents des granites.
Rq :, la chlorite est un minéral secondaire qui se forme par altération des pyroxènes, amphiboles, biotite et grenat, ces minéraux caractérisent les roches basiques, en particulier les basaltes et les gabbros.
Proposition du chemin P-T-t des roches par Laurent Martin :
◍ – Le trajet développé par Laurent Martin :
Pour avoir à portée de main ce diagramme dans un autre onglet : – –📸–
◍ – Présentation de la série métamorphique par Laurent Martin :
Zone 1 : les schistes visibles en amont du tunnel d’Aragnouet-Bielsa, ils correspondent au métamorphisme épizonale, au faciès schiste vert (au delà de 350°C).
Zone 2 : plus en amont, de part l’apparition de la biotite, les roches ont atteint environ une température de 430°C.
Zone 3 : les schistes à andalousite en remontant la vallée de la Neste de Saux ou de la Géla ont donc franchi l’isograde st (+).
L’absence de chlorite et de sillimanite précise la température (zone à deux micas).
Zone 4 : On peut en conclure un domaine de stabilité au-delà de 500°C (isograde and → sill ) et l’absence de staurotide témoigne d’une température supérieure à 600°C (st (+) → st(-)). Les pressions subies sont inférieures à 4kbar du fait de la présence de cordiérite. En outre, dans certains échantillons, la schistosité est interrompue par des lits quartzo-feldspathiques : les cristaux y sont plus gros et non orientés. Ils sont donc interprétés comme un leucosome, c’est-à-dire le produit d’une fusion partielle (voir infra).
Zone 5 : On distingue bien la biotite qui marque la foliation par sa disposition orientée.
Sur le diagramme, la roche a donc franchi l’isograde ms + qz → kfs + sil + vapeur H2O telle que la muscovite disparaît au bénéfice de l’orthose.
La roche renferme aussi de minces filonnets plus clairs, composés de quartz et feldspaths de plus grande taille que dans la partie gneissique, avec minoritairement de la biotite, sillimanite et grenats ; ces cristaux sont non orientés, leur texture est magmatique:ils sont donc interprétés comme un leucosome. C’est à leurs bords qu’on trouve dans de fins liserés les plus fortes concentrations en biotite et cordiérite correspondant au mélanosome. Le leucosome est donc le produit d’une fusion partielle dont le liquide produit, de composition granitique, a subi un début de ségrégation. Les biotites et cordiérites associées correspondent au résidu qui n’a pas fondu.
Sur le diagramme, cette fusion correspond donc à la réaction kfs + pl + qtz + H20 → liquide
Zone 6 : c’est le type pétrographique le plus représenté parmi les migmatites.
La proportion de leucosome est plus importante sur le volume total de roche : les cristaux de quartz, feldspath et de cordiérite sont de plus grande taille, ils forment des porphyroblastes isolés ou associés dans le leucosome.
Compte tenu de la disparition de la sillimanite, la présence de cordiérites néoformées, cela correspond à la réaction bt+sil+pl+qtz → crd + kfs +liquide.
Zone 7 : La granodiorite de Gèdre : la fusion a été est plus importante, voire totale, les produits de la fusion partielle se sont rassemblés pour former une plus grande quantité de magma qui après refroidissement a donné la granodiorite d’anatexie de Gèdre
▻ – Proposition du chemin P-T-t – Laurent MARTIN — Arrêt : Migmatite d’Estaubé ===> –⚑–
Une proposition du trajet PTt suivi :
Le trajet PTt métamorphique dans le style des graphiques utilisé dans toute cette étude.
Pour avoir à portée de main ce diagramme dans un autre onglet : — –📸–
A rapprocher du diagramme proposé par Laurent Martin : – –📸–
On constate que la série métamorphique s’est développée dans un espace BP-HT – Basse Pression – Haute Température.
On remarque aussi que l’anatexie s’est produite à haute température, température supérieure à la température de fusion-déshydratation de la muscovite, qui a complètement disparu, et à celle de la biotite qui n’a pas été totalement consommée..
◍ – Le contexte géodynamique :
Ci-dessous une coupe de la croûte continentale au niveau de Gavarnie réalisée par le « ‘Cirque de Barrosa » :
▻ – Le cirque de Troumouse – samedi 12 septembre 2021 – Par Audrey Billerot et Alain Péré – D’après le guide géologique des Hautes-Pyrénées de Y. Hervouet et A. Péré – Page 14 à 17 ===> –⚑–
Ce schéma peut être résumé ainsi :
– 1 – Orogenèse hercynienne :
Formation de reliefs pendant laquelle les roches de la série métamorphique de Gavarnie se forment aux dépends de roches sédimentaires datant du cambrien.
– 2 – Disparition des reliefs :
– 3 – Enfoncement de la zone au crétacé :
Dépôt de sédiments calcaires dans une eau chaude (en effet, à cette époque, cette zone est située entre équateur et tropique).
– 4 – Orogenèse alpine :
… Convergence de la plaque ibérique et la plaque eurasienne, la plaque ibérique s’enfonce en-dessous de la plaque eurasienne, ainsi se forme la nappe de Gavarnie.
… On observe des roches sédimentaires du silurien, situées au dessus des calcaires du crétacé.
– 5 – Les glaciers du quaternaires creusent des vallées qui exhument les migmatites hercyniennes.
Une autre façon de présenter les choses :
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Le contexte géodynamique de cet épisode métamorphique correspond à un empilement d’écailles à la fin de l’orogenèse hercynienne (nommée varisque par les français). Les sédiments, déposés au silurien (-444…-416), et d’origine cambrienne ont été recouverts aux dévonien (-416…-359), par des écailles dont la base était très chaude.
Les migmatites se sont formée pendant cet événement., elles atteignent une température proche de 750°C .
Mais la température de la sole de la l’écaille chevauchante est-elle suffisante pour atteindre une température de 750°C environ ???
Une description de la géologie de cette région a été développé par le site internet « Le cirque de Borrosa ». Le cirque lui_même est situé en en Espagne au Sud de Gavarnie et tous les deux ont la même histoire géologique, en particulier, ils ont été tous les deux recouvert par la « Nappe de Gavarnie ».
Les Pyrénées constituent une chaîne polyorogénique dont le dispositif structural majeur résulte, comme le montrent les travaux du profil ECORS (1990), de la tectonique alpine. La superposition des deux orogènes, varisque et alpin, explique la difficulté pour établir des schémas géodynamiques consensuels. L’étude pour cette chaîne complexe exige, pour la partie varisque de faire abstraction de la structuration alpine et pour la partie alpine de ne pas négliger l’héritage de la structuration varisque. Lors des deux orogènes, la grande similitude dans les orientations des champs de contrainte ajoute encore de la complexité dans les analyses.
Les résultats de mes travaux sur le Paléozoïque pyrénéen de la Haute Chaîne m’ont montré
que la tectonique alpine a repris certaines structures hercyniennes et ne s’est vraiment marquée que localement :
1°) dans de grands couloirs de déformation avec plis et schistosités correspondant au rejeu de grands accidents directionnels (W-E) hercyniens ;
2°) par des décollements gravitaires, au niveau du Trias, de la couverture mésozoïque et cénozoïque lorsqu’elle était présente ;
3°) par de grands chevauchements avec décollements au niveau des ampélites siluriennes impliquant les terrains paléozoïques lorsque étaient présents des « noyaux rigides » moins déformables (Massif de granite des Eaux Chaudes, Socle métamorphique de Gavarnie-Héas). Page 1
▻ – Tectonique tangentielle varisque dans les Pyrénées – Tectonique tangentielle varisque dans les Pyrénées Analyse de quelques affleurements témoins dans la partie centro-occidentale de la Haute chaîne – Claude Majesté-Menjoulàs Docteur ès Sciences – ===> –⚑– Page 1
Intérêt du site :
Dans le document mentionné ci-dessous, le sujet des migmatites de Gavarnie est abordé car elles présentent un certain intérêt.
▻ – Entretien sur le métamorphisme n° VI – Anatexie – et migmatites – Page 13 à 27 – Saga-Géol ===> –⚑– – Un document bien illustré !!!
Mais non accessible depuis début 2026 !
Pourquoi s’intéresser à cette formation dans le cadre de cet entretien ?
▻ – 1 – La série métamorphique présente une belle diversité de de types pétrographiques.
▻ – 2 – La présentation d’une série métamorphique complète (sans lacunes) grâce à la glaciation du Quaternaire ( un événement climatique).
▻ – 3 – Un trajet entièrement situé dans un gradient métamorphique BP-HT, c’est-à-dire Basse Pression-Haute Température.
Dans les Pyrénées centrales, le métamorphisme hercynien se manifeste par la formation et le développement de grands dômes structuraux métamorphiques, associés à la mise en place de roches plutoniques [9]. Ces dômes forment un socle qui a été recouvert par les énormes nappes de charriage déplacées par l’orogenèse alpine. Nous pourrions tout simplement ignorer l’existence de ces structures métamorphiques, si par bonheur l’édifice n’avait pas été profondément disséqué par l’érosion glaciaire puis fluviatile du Quaternaire. C’est le cas du dôme dit de Gavarnie/Héas, qui ne se révèle que grâce aux fenêtres sculptées par un glacier géant12 dans les nappes qui recouvraient le dôme.
Pourquoi s’intéresser à cette formation dans le cadre de cet entretien ?
Pour trois raisons. Tout d’abord, le complexe de Gavarnie/Héas offre une très belle diversité de types pétrographiques [6]. Ensuite, les textures et les paragenèses de ses migmatites sont différentes de celles décrites plus haut pour le Bas Limousin. Enfin, les conditions de gradient métamorphique régional ne sont pas les mêmes, les pressions restant plus faibles que dans le cas précédant.
Le cadre grandiose des cirques de Gavarnie et de Troumouse confère aux caractères tectoniques du paysage une netteté et une dimension incomparables. Le prélèvement d’échantillons n’a guère de limite que celle fixée par le règlement dans la zone de cœur du Parc National.
◍ – Localisation des sites de la série
Toutes les roches appartenant à la série sont toutes situées dans une zone de 10 km de rayon environ.
▻ – Fiche de sortie : métamorphisme et anatexie à Gavarnie – document – Laurent MARTIN — Arrêt : Migmatite d’Estaubé ===> –⚑–
Pour avoir à portée de main ce diagramme dans un autre onglet : — –📸–
Ce sont les glaciers du quaternaire, qui, en creusant des vallées à travers la Nappe de Gavarnie ont donné accès au socle hercynien.
Quelques références internet :
… Pour mieux connaître l’histoire géologique des Pyrénées :
▻ – Le site internet : Le Cirque de Borrosa – – ===> –⚑– – ===> –⚑– – ===> –⚑–
▻ – La page d’accueil ; – – ===> –⚑– —
… Pour en savoir plus sur les chevauchements et la formation des montagnes – le site « Le cirque de Barrosa » :
▻ – Page 1 – Tectonique des plaques et formation des montagnes – ===> –⚑–
▻ – Page 2 – Le cirque de Barrosa et la formation des Pyrénées centrales – ===> –⚑–
▻ – Le cirque de Troumouse – samedi 12 septembre 2021 – Par Audrey Billerot et Alain Péré – D’après le guide géologique des Hautes-Pyrénées de Y. Hervouet et A. Péré – Page 14 à 17 ===> –⚑–
▻ – La nappe de charriage de Gavarnie – – Géolthèque du Sud-Ouest – ===> –⚑–
▻ – GAVARNIE : La carte géologique à 1/50 000 – ‘ »C MAJESTÉ·MENJOULÀS, F. DEBON, P. BARRÈRE – ===> –⚑–
