Xénolithe

Un xénolithe (du grec ancien xenos et lithos, signifiant "roche étrangère") est une enclave d'une roche incluse dans une roche différente et dont elle n'est pas issue. Cette appellation est spécifique aux roches magmatiques (volcaniques et plutoniques). Par exemple, les basaltes qui contiennent des xénolithes de manteau fait de péridotites^[2].

Les géologues distinguent le xénolithe qui est un type de roche ne provenant pas de la roche hôte, et l'autolithe, qui est une roche emballée dans une autre mais qui a la même origine (enclaves homéogènes ou cogénétiques)^[2].

Selon le principe d'inclusion, toute roche incluse dans une autre lui est antérieure.

Principaux types d'enclaves

Les roches magmatiques, et notamment les granites sensu lato (granitoïdes) contiennent trois types principaux d'enclaves^[3] :

des enclaves anguleuses, correspondant à des fragments d'encaissant tombés du toit de la chambre magmatique (phénomène de « magmatic stopping » lorsque la roche magmatique est trop refroidie et trop solidifiée pour assimiler ces fragments, formant ainsi des « brèches magmatiques »), ou arrachés aux parois et entraînés par le magma lors de sa remontée ;
des enclaves arrondies surmicacées (accumulation autolithique de micas), résidus de fusion partielle, arrachés aux migmatites lors de l'extraction du magma ;
des enclaves arrondies basiques, à structure de roche magmatique micro-grenue ou grenue. Elles correspondant à un mélange non miscible de magmas dont la différence entraîne un fort contraste de viscosité et un contact par des contours diffus, ou à un magma plus basique que l'encaissant et dont la cristallisation fractionnée produit des blocs à contours nets.

Processus pétrogénétiques

Les enclaves sont les témoins de processus pétrogénétiques affectant les magmas, notamment les phénomènes de contamination-assimilation^[4].

On peut observer des orientations (litage, schistosité) dans les enclaves de bordure d'encaissant alors que d'autres sont des marqueurs des fluidalités de la roche qui les entoure, témoignant du comportement fluide des enclaves lors de la mise en place du magma^[5].

La présence de roches magmatiques basiques enclavées dans le granite prouve la participation d'un magma d'origine mantellique (intrusion basique) dans la genèse de ce granite : l'apport de matériel basique ou intermédiaire chaud (plus de 1 000 °C, à 40 km de profondeur en moyenne) provoque en effet une fusion partielle de la croûte continentale, dont la température de fusion est plus basse (environ 700 °C). Le contraste de viscosité entre le magma acide et basique entraîne le développement de poches qui, après refroidissement, forment les enclaves sombres et qui peuvent comporter en inclusion des xénocristaux extraits du magma acide^[6].

Recherche

Plusieurs travaux, tels que la co-solidification d'enclaves dans leur encaissant^[7]^,^[8], la forme des enclaves déformées dans un état suffisamment mou avec l'encaissant^[9], ont fourni des preuves de l'existence de mélange de magma expliquant l'évolution chimique des magmas par différenciation.

Galerie

Basalte à xénolithe de péridotite (Ray Pic, Ardèche, France).
Xénolithe de gneiss dans un monzogranite.
Xénolithe de gabbro dans un granite.
Enclaves arrondies de roche basique dans un granite, témoin d'un mélange (ou hybridation) de magmas^[10].
Lave néphélinite (grise) contenant une enclave de péridotite (jaune).
Nodule de péridotite^[11] arraché dans le manteau supérieur par le basalte en ascension dans des fissures intra-mantelliques.

Notes et références

↑ La cornéenne est une roche sédimentaire présentant une stratification constituée initialement d'alternances gréso-pélitiques (on observe le granite qui s'est insinué, sous forme de magma, dans les joints de stratification) et qui, soumise à la chaleur du magma, a subi un métamorphisme de contact. Les lambeaux de cette roche dans lesquels la stratification a été préservée, sont isolés lors de la mise en place du batholite granitique qui a arraché des fragments de l'encaissant.
↑ ^{a et b} Alain Foucault, Dictionnaire de géologie : tout en couleur, 5000 définitions, Paris, Dunod, 2014, 396 p. (ISBN 978-2-10-059735-2), p. 73.
↑ Pierre Thomas, « Les enclaves basiques des granites, granite du Monte Capanne, Capo San Andrea, île d'Elbe, Italie », sur planet-terre.ens-lyon.fr, 22 novembre 2010.
↑ (en) D. Barrie Clarke, « Assimilation of xenocrysts in granitic magmas: Principles, processes, proxies, and problems », The Canadian Mineralogist, vol. 45, n^o 1,‎ 2007, p. 5–30 (DOI 10.2113/gscanmin.45.1.5)
↑ Eugène Raguin, Géologie du granite, Masson, 1957, p. 96.
↑ J. M. Caron, Alain Gauthier, Planète Terre, éditions Ophrys, 2003, p. 103-104.
↑ (en) J. A. Phillips, « On concretionary patches and fragments of other rocks contained in granite », Quarterly Journal of the Geologocal Society of London, vol. 36,‎ 1880, p. 1-21.
↑ (en) A. Harker, « Tertiary Igneous Rocks of Skye », Memoir of the Geological Survey of Scotland, 1904, 481 p.
↑ (de) Eduard Reyer, Die Eruptivmassen des sùdlichen Adamello. Neues Jahrbuch fìlr Minerai, etc, Beil.-Band I, 1181, p. 419-450.
↑ Il s'agit ici d'un « magma mingling », mélange hétérogène entre liquides silicatés de compositions chimiques différentes (magma acide d'origine crustale et magma basique d'origine mantellique). Ce mélange mécanique partiel explique la présence d'enclaves arrondies par la fusion. Cf. (en) R.S.J. Sparks & L.A. Marshall, « Thermal and mechanical constraints on mixing between mafic and silicic magmas », Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 29, n^os 1-4,‎ 1986, p. 99–124 (DOI 10.1016/0377-0273(86)90041-7).
↑ Lherzolite à spinelle pour être plus précis.

Voir aussi

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Xénolithe, sur Wikimedia Commons

[1] La cornéenne est une roche sédimentaire présentant une stratification constituée initialement d'alternances gréso-pélitiques (on observe le granite qui s'est insinué, sous forme de magma, dans les joints de stratification) et qui, soumise à la chaleur du magma, a subi un métamorphisme de contact. Les lambeaux de cette roche dans lesquels la stratification a été préservée, sont isolés lors de la mise en place du batholite granitique qui a arraché des fragments de l'encaissant.

[Foucault-2] {a et b} Alain Foucault, Dictionnaire de géologie : tout en couleur, 5000 définitions, Paris, Dunod, 2014, 396 p. (ISBN 978-2-10-059735-2), p. 73.

[3] Pierre Thomas, « Les enclaves basiques des granites, granite du Monte Capanne, Capo San Andrea, île d'Elbe, Italie », sur planet-terre.ens-lyon.fr, 22 novembre 2010.

[4] (en) D. Barrie Clarke, « Assimilation of xenocrysts in granitic magmas: Principles, processes, proxies, and problems », The Canadian Mineralogist, vol. 45, n^o 1,‎ 2007, p. 5–30 (DOI 10.2113/gscanmin.45.1.5)

[5] Eugène Raguin, Géologie du granite, Masson, 1957, p. 96.

[6] J. M. Caron, Alain Gauthier, Planète Terre, éditions Ophrys, 2003, p. 103-104.

[7] (en) J. A. Phillips, « On concretionary patches and fragments of other rocks contained in granite », Quarterly Journal of the Geologocal Society of London, vol. 36,‎ 1880, p. 1-21.

[8] (en) A. Harker, « Tertiary Igneous Rocks of Skye », Memoir of the Geological Survey of Scotland, 1904, 481 p.

[9] (de) Eduard Reyer, Die Eruptivmassen des sùdlichen Adamello. Neues Jahrbuch fìlr Minerai, etc, Beil.-Band I, 1181, p. 419-450.

[10] Il s'agit ici d'un « magma mingling », mélange hétérogène entre liquides silicatés de compositions chimiques différentes (magma acide d'origine crustale et magma basique d'origine mantellique). Ce mélange mécanique partiel explique la présence d'enclaves arrondies par la fusion. Cf. (en) R.S.J. Sparks & L.A. Marshall, « Thermal and mechanical constraints on mixing between mafic and silicic magmas », Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 29, n^os 1-4,‎ 1986, p. 99–124 (DOI 10.1016/0377-0273(86)90041-7).

[11] Lherzolite à spinelle pour être plus précis.

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