Les pyroxénites à urano-thorianite du sud-est de Madagascar : conditions physico-chimiques de la métasomatose

In the Proterozoïc of granulite facies in S-E Madagascar the urano-thorianite bearing rocks are part of a clinopyroxene-rich calc-magnesian complex (the so-called "pyroxenites"). The rocks are produced by the metamorphic/metasomatic alteration (ca. 500-600 M.y. ?) of limestones and marls. By metasomatism K, Na, Fe and in some cases Ca are lost by the rocks ; Mg and Si are gained. The parageneses exhibited by the surrounding gneisses, leptynites and marbles as well as the Fe-Mg distribution in the pairs cordierite-garnet and cordierite-spinel constrain as follows the conditions for the main phase of regional metamorphism : T = 700-750°C ; PF ⋍ 5 kbar ; CO2 concentrations often high in the fluid phase. Similar temperatures are deduced from the scapolite-plagioclase equilibrium in the pyroxenites. Evidences of an older metamorphic phase of higher temperature (T ≥ 780°C) are locally observed. The clinopyroxenes compositions are near the diopside-Ca-tschermak (CaTs) join and show very high Al-content (up to 15.8 % AI2O3). The CaTs-content of the clinopyroxene varies according to the parageneses : below 2 % in the unusual quartz-bearing rocks (no urano-thorianite) ; 2-6 % with scapolite/plagioclase ; more than 6 % in amphibole (fluor-pargasite-rich)-bearing rocks ; from 10-11% to near 30% in spinel-bearing rocks with amphibole or scapolite/plagioclase. The CaTs-content of the clinopyroxene is clearly dependent on the silica activity in the fluid phase. It is shown that this one may have been as low as below 0.10 the silica activity for quartz-saturation in the same P-T-XCO2 conditions. The results are coherent with the required conditions for the stability of a Th-rich (Th/U > 1) urano-thorianite as they are shown by recent experimental work in the system UO2-ThO2-SiO2.Dans le Protérozoïque de faciès granulite du Sud-Est de Madagascar, l' urano-thorianite est un minéral de roches calcomagnésiennes riches en clinopyroxène ("pyroxénites") qui résultent du métamorphisme (à 500-600 M.a. ?) de calcaires et de marnes, accompagné d'importants échanges métasomatiques : départ des alcalins, de Fe, parfois de Ca ; apport de Mg et Si. Les paragenèses minérales dans les gneiss, leptynites et marbres environnants et le partage de Fe et Mg entre cordiérite-grenat et cordiérite-spinelle conduisent à T = 700-750°C, PF ⋍ 5 kbar et XCO2 souvent élevée pour la phase majeure du métamorphisme régional. Dans les pyroxénites, l'équilibre scapolite-plagioclase indique les mêmes températures. On observe localement les témoins d'une phase métamorphique antérieure, de plus haute température (T ≥ 780°C). Les clinopyroxènes sont proches de la série diopside-Ca-tschermak (CaTs) avec des concentrations très élevées en Al (jusqu'à 15,8 % AI2O3). La concentration en CaTs du clinopyroxène varie selon les paragenèses : moins de 2 % pour les rares roches (non minéralisées) à quartz ; 2 à 6 % avec scapolite/plagioclase ; plus de 6 % pour les roches à amphibole (riche en fluor-pargasite) : de 10-11 % à près de 30 % pour les roches à spinelle et amphibole ou scapolite/plagioclase. La concentration en CaTs est ici très nettement dépendante de l'activité de la silice en solution. On montre que celle-ci a pu s'abaisser jusqu'à moins de 1/10 de sa valeur pour la saturation en quartz. Ces résultats sont en accord avec les conditions de stabilité de l'urano-thorianite à Th/U > 1 telles qu'elles ont été récemment définies par les travaux expérimentaux dans le système UO2-ThO2-SiO2.Moine Bernard, Rakotondratsima Charles, Cuney Michel. Les pyroxénites à urano-thorianite du sud-est de Madagascar : conditions physico-chimiques de la métasomatose. In: Bulletin de Minéralogie, volume 108, 3-4, 1985. Minéralogie dans les Sciences de la Terre et l'Industrie - Hommage à François Permingeat