Pétrologie, géochimie et géochronologie de l’intrusion basique de l’Oued Zazir (Laouni Est, Hoggar central)

Abstract

Nous nous sommes intéressés aux intrusions plutoniques basiques-ultrabasiques du terrane Laouni, dans le Hoggar central qui présentent une structure magmatique concentrique bien conservée et un allongement N-S parallèle aux grands accidents méridiens tardipanafricains affectant l’ensemble du Hoggar. Le complexe stratifié de Laouni Est (Oued Zazir) plus particulièrement, intrusif dans des granites migmatitiques éburnéens, a servi de cadre à ce travail et a permis de contribuer à la compréhension du magmatisme post-collisionnel pan-africain du Hoggar. D’un point de vue pétrologique, l’intrusion de l’Oued Zazir, essentiellement gabbroïque, est traversée parfois par des passées blanchâtres anorthositiques. L’observation microscopique laisse apparaître des textures grenues cumulatives (mésocumulat et orthocumulat), passant des troctolites, puis des gabbros à olivine pour terminer par des gabbros à deux pyroxènes. La paragenèse minérale magmatique principale montre du plagioclase, de l’olivine, du clinopyroxène, de l’orthopyroxène, des oxydes ferro-titanés. De l’amphibole et du mica noir peuvent être observés. Les troctolites sont constituées de plagioclase (bytownite-labrador), d’olivine de type Fo80 caractéristiques d’olivine mantellique appartenant aux intrusions stratifiés, d’orthopyroxène réactionnel (En79 à En76), de clinopyroxène (diospside et augite) et d’ilménite. Dans les gabbros à olivine et ceux à deux pyroxènes, le plagioclase est moins basique (labrador), l’olivine est une Fo71, l’Opx est de type En75 à En69 et le Cpx va du diopside à l’augite. L’amphibole de type magnésiohastingsite, plus rarement tschermakite et pargasite ainsi que la phlogopite sont présentes uniquement dans le gabbro à olivine. Les oxydes ferro-titanés montrent ilménite et magnétite dans les gabbros à olivine et magnétite dans les gabbros à deux pyroxènes. Ces caractères minéralogiques montrent des conditions oxydantes au fur et à mesure de la genèse et de l’évolution du complexe gabbroïque. L’étude thermo-barométrique permet d’évaluer des températures et des pressions de cristallisation du magma à l’origine de ce complexe stratifié comprises entre 1175 et 760°C, sous des pressions de 8.7 à 5.8 kb, ce qui traduit des profondeurs n’excédant pas les 30 km. Les magmas, à l’origine du complexe gabbroïque de l’Oued Zazir, seraient relativement hydratés. Ils auraient débuté leur cristallisation dans des conditions de forte activité de silice et une fugacité d’oxygène fO2 qui augmente depuis les troctolites jusqu’aux gabbros à deux pyroxènes. D’un point de vue géochimique, les gabbros de l’Oued Zazir ont des compositions de tholéiites à olivine issues de magmas saturés en silice et ayant une affinité subalcaline à tendance calco-alcaline. Ces plutonites sont très proches de la composition du magma mantellique primaire qui a donc subi un faible degré de cristallisation. Par ailleurs, le contexte géodynamique confirme le caractère orogénique et l’affinité calco-alcaline de ces roches. La datation U-Pb in situ sur zircons dans un gabbro de l’Oued Zazir (par la méthode LA- ICP-MS) a donné un âge précis de 631 ±12 Ma, confirmant ainsi le rattachement de ce complexe gabbroïque à l'événement tardif de l'orogenèse panafricaine (650-550 Ma). En accord avec leurs caractéristiques pétrologiques et géochimiques, nous montrons que les signatures isotopiques de cette intrusion sont compatibles avec une origine mantellique asthénosphérique de type DM (depleted mantle) (87Sr/86Sr ~ 0.703 et un εNd~ +5 et Nb/La ~ 6) ; la contamination par la croûte continentale reste peu importante. La fusion partielle d’un manteau asthénosphérique type manteau appauvri (péridotite à spinelle) serait à l’origine du magmatisme basique de l’Oued Zazir, dans Laouni Est