L'Icartien - Les Paragneiss
Anse du Cul Rond (Manche)

Ces paragneiss représentent l’état actuel d’une série sédimentaire très ancienne argilo-gréseuse (Protérozoïque inférieur, Icartien) qui a subi successivement les orogenèses icartienne (intrusion granitique), cadomienne (métamorphisme intense avec début de fusion), et varisque (filons).
Ces paragneiss renferment de la sillimanite, ainsi que du disthène à l'état de relique ; ils appartiennent au faciès métamorphique des amphibolites.
Les paragneiss affleurent dans la pointe rocheuse qui ferme, au sud, l’anse du Cul Rond ; les rochers sont envahis par la mer à marée haute.
Ici, les gneiss, globalement gris clair à gris sombre, sont formés d’alternances de bandes sombres et claires plus ou moins épaisses, traduisant une hétérogénéité lithologique originelle ; ils proviennent du métamorphisme d’une série sédimentaire litée, ce sont donc des paragneiss.
Cette série sédimentaire ancienne (métasédiments) a été affectée par l'orogenèse icartienne ; elle est donc âgée de plus de 2 milliards d’années.
A survoler
Foliation dans les paragneiss
Les paragneiss présentent une texture macroscopique orientée, soulignée par les lits sombres riches en biotite et sillimanite ; la disposition planaire des cristaux de biotite définit des plans de foliation.
Entre les lits sombres, les lits clairs sont constitués de quartz et de feldspaths (orthose et plagioclase).
A survoler
Cristaux de sillimanite
Abondante dans les lits sombres des paragneiss, la sillimanite forme des baguettes fibreuses incolores qui contrastent avec le noir des cristaux de biotite.
La présence de sillimanite, silicate d’alumine (SiAl2O5), indique que d’une part, les roches originelles étaient riches en alumine (cas des roches argileuses), et que d’autre part, ces roches ont été portées à haute température (supérieure ou égale à 650°).
Les roches originelles appartenaient donc à une série sédimentaire pélitique (riche en argiles). Cette série sédimentaire s’est trouvée enfouie entre 20 à 25 km de profondeur où elle a été transformée en paragneiss (métamorphisme général de haute température et de moyenne pression).
Les sédiments originels, d’âge protérozoïque inférieur au moins, ont été engagés dans l’orogenèse icartienne (2100MA), mais le métamorphisme intense aboutissant aux paragneiss est, lui, lié à l’orogenèse cadomienne (600 MA).
Diagramme Pression -température
Les paragneiss se situe dans la zone à sillimanite, qui fait partie du faciès métamorphique des amphibolites.
A gauche, des plissotements témoignent de la plasticité des roches originelles icartiennes, comportement acquis à haute température ; sous la jambe gauche du géologue (Jean Le Gall), la ségrégation de matériel clair (quartzo-feldspathique) et sombre (biotite et sillimanite) résulte d’une fusion partielle des roches originelles portées à haute température (supérieure à 700°).
Ces observations permettent de conclure que la série sédimentaire à l’origine des paragneiss a été enfouie à une profondeur suffisante, entre 20 et 30km, pour atteindre la température de fusion des minéraux clairs (quartz et feldspaths). L’enfouissement s’est effectué au cours de l’orogenèse cadomienne (600MA).
A survoler
Petits plis dans les paragneiss
Les lits clairs et les lits sombres micacés sont irrégulièrement plissotés et leur tracé évoque la déformation d’un matériel rendu plastique dans un environnement de haute température.
Chauffées dans les profondeurs de la croûte terrestre, les roches icartiennes, devenues des paragneiss, sont devenues malléables et elles se sont déformées tout en restant solides.
De plus, les lits clairs présentent des dilatations qui refoulent les minéraux sombres ; ces dilatations correspondent à des zones où le matériel quartzo-feldspathique a fondu puis recristallisé.

Fusion partielle, début d'anatexie
La veine claire sinueuse (leucosome) est constituée de matériel quartzo-feldspathique qui a fondu puis a recristallisé ; elle est entourée de matériel sombre résiduel (mélanosome) regroupant les minéraux réfractaires à la fusion, essentiellement des biotites. La veine granitoïde claire s’est insinuée à l’intérieur du gneiss, mais son déplacement a été limité. Globalement, la roche présente un mélange de parties d’origines différentes : métamorphique (paragneiss non fondu) et magmatique (leucosome granitoïde) ; pour cette raison, elle est nommée migmatite.

Leucosome
La masse claire épaisse quartzo-feldspathique, ou leucosome, présente un aspect homogène qui contraste avec l’aspect folié du paragneiss. Elle résulte de la cristallisation d’un liquide granitique issu de la fusion partielle des paragneiss (début d'anatexie).
Les paragneiss ont fondu partiellement : le matériel des lits clairs (quartz et feldspaths) a fondu pour donner naissance à un liquide granitique, moins dense, prêt à migrer vers la surface ; cependant, le taux de fusion ayant été faible, la progression du liquide granitique a été très limitée. Ce dernier s’est accumulé sur place et a cristallisé en formant des leucosomes, dilatations des lits clairs et grosses ampoules claires, au contenu homogène, dépourvu de foliation.

Mélanosome constitué par les minéraux sombres, plus réfractaires, qui ne fondent pas et restent sur place
Une ségrégation des minéraux du paragneiss s’effectue en fonction de leur point de fusion. Des ampoules de matériel granitique clair se forment là où la fusion a lieu alors que des zones de matériel sombre accumulent les minéraux réfractaires.
Recoupement de la foliation par un filon clair
Un épais filon clair de matériel granitique, issu de la fusion partielle du paragneiss, recoupe la foliation plissotée des paragneiss.
Les textures initiales du gneiss sont pratiquement effacées quand la fusion est supérieure à 30%. Ici, taux non élevé. Faible taux de fusion partielle (ne dépasse pas le taux des métatexites)
A survoler
Plis dans les paragneiss
Les roches protérozoïques ont été plissées lors de l’orogenèse icartienne puis lors de l’orogenèse cadomienne au cours de laquelle s’est ajouté le métamorphisme.
Des plis isoclinaux affectent la foliation des gneiss qui s’oriente globalement autour d’une direction sub-méridienne (N10 à N30° E).
A survoler
Mince bande d’amphibolite
Figures de boudinage dans un filon d’amphibolite dans les paragneiss
La foliation des paragneiss se moule autour des formes boudinées arrondies d’amphibolite.
Cette roche est dense, riche en ferromagnésiens, et constituée presque exclusivement d’amphibole.
Il s'agit d'un ancien filon de dolérite métamorphisé en amphibolite, et réfractaire à la fusion.
A survoler

Localisation du filon d'amphibolite (image précédente)
On peut l'observer dans la paroi nord de cette cavité envahie les eaux à marée montante.

L'Icartien - Les Paragneiss
Anse du Cul Rond (Manche)