175--185 175 Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam

Precambrian Research, 28 (1985) 175--185
Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam -- Printed in The Netherlands
L E S G N E I S S R U B A N ] ~ S .~ C O R D I I ~ R I T E E T G R E N A T D ' I H O S Y :
MARQUEUR THERMO-BAROMI~TRIQUE
DANS LE SUD DE
MADAGASCAR
175
UN
CHRISTIAN NICOLLET
Centre Universitaire Rdgional de Tuldar (Madagascar) et Laboratoire de Pdtrologie des
Zones Profondes, U.S.T.L. 34060, Montpellier (France)
(Received December 12, 1983; revision accepted September 27, 1984)
RgSUME
Nicollet, C., 1985. Les gneiss ruban~s d cordi~rite et grenat d'lhosy: un marqueur thermobarom~trique dans le sud de Madagascar. Precambrian Res., 28: 175--185.
Le Pr~cambrien de Madagascar repr~sente une portion de la ceinture mobile mozambicaine. Certains auteurs consid~rent que le sud de l~ilemontre d'est en ouest, des formations de plus en plus r~centes: il s'agit de la s~quence 'androyenne', ultram~tamorphique ~ noyaux arch~ens ~ laquelle succ~dent la s~quence du 'Graphite' et la s~quence
du 'Vohibory'. Les gneiss ruban~s et leptynites d cordi~rite et grenat ont une r~partition
g~n~rale dans la s~quence androyenne. Ces gneiss proviennent de la fusion anatectique
de paragneiss. Les g~othermom~tres et barom~tres bas~s sur les couples grenat--plagioclase, grenat-cordi~rite, grenat-biotite nous permettent d'estimer les conditions de cette
migmatisation (T > 700°C, PT = 5"5,5 kbar, P H 2 0 = 0,3--0,4 PT). Une certaine quantit~
de leptynites ~ cordi~rite et grenat repr~sente vraisemblablement les leucosomes de cet
~pisode migmatitique. La presence quasi-syst~matique dans les gneiss ruban~s d'un
assemblage ~ sept phases (quartz + plagioclase + feldspath potassique + grenat + biotite
+ sillimanite + cordi~rite) qui, d'apr~s les donn~es exp~rimentales, semble ne se former
que dans un intervalle de pression .et de temperature limit~ (T = 690--710°C, PT = 4--5,7
kbar, P H 2 0 = 0,2--0,5 PT) permet de consid~rer ces gneiss c o m m e des nivesux marqueurs
thermobarom~triques tr~s precis dans le sud de Madagascar. Cet ~pisode migmatitique
pourrait appartenir ~ l'orog~ne panafricaine.
ABSTRACT
Nicollet, C., 1985. The banded cordierite and garnet-bearing gneisses from Ihosy: a geothermo-barometric tracer in southern Madagascar. 'Precambrian Res., 28: 175--185.
The Precambrian of Madagascar appears t o be a part of,the Mozambiquian mobile belt.
Some authors consider the southern part of the island t o ' b e constituted, from east to
west, b y more and more recent~ formations, i.e., the ultrametamorphic ' A n d r o y a n '
sequence with an Archean reworked crust as the oldest one, first followed by the
'Graphite' sequence, then by the ' V o h i b o r y ' sequence. The. cordierite and garnet banded
gneisses and leptynites are widely distributed in the Androyan sequence. These gneisses
result from an incipient partial melting of paragnelsses, Garnet--plagioclase, garnet-cordierite and garnet--biotite geothermo- and geobarometers allow the estimation of the
conditions of this migmatisation (T > 700°C, PT = 5~5.5 kbar, PH~O = 0.3--0.4 PT).
0301-9268/85/$03.00
© 1985 Elsevier Science Publishers B.V.
176
Some cordierite and garnet leptynites represent the leucosomes of this anatectic event.
Since previous experiments showed that the seven-phase assemblage (quartz + plagioclase
+ K feldspar + garnet + biotite + sillimanite + cordierite) only occurs in a limited range of
pressure and temperature (T = 690--710°C, PT = 4--5.7 kbar, PH~O = 0.2--0.5 PT), we
can consider these gneisses as very precise thermobarometric reference levels in southern
Madagascar. This migmatic event may be contemporary with the Pan-African orogenesis.
INTRODUCTION
Le P r d c a m b r i e n de Madagascar est constitud d ' a n c i e n n e s roches, parfois
archdennes ( H o t t i n , 1970; V a c h e t t e , 1979), f o r t e m e n t tectonis~es et mdtam o r p h i s d e s au c o u r s d ' u n e histoire p o l y c y c l i q u e c o m p l e x e qui s'est t e r m i n d e
par u n e reprise gdndrale d u r a n t l'dpisode panafricain. Les directions t e c t o niques sub-m~ridiennes d u P r d c a m b r i e n sugg~rent que Madagascar c o n s t i t u e
une partie de la c e i n t u r e m o b i l e M o z a m b i c a i n e (Besairie, 1973).
L'intdr~t d u sud m a l g a c h e (Boulanger, 1954; De la R o c h e , 1963; Noizet,
1 9 6 9 ; R a z a f i n i p a r a n y , 1 9 6 9 ; Bazot, 1976, etc.) r~side dans le fait que c e t t e
r~gion m o n t r e r a i t sur u n e c o u p e e s t - - o u e s t des f o r m a t i o n s de plus en plus
rdcentes. Besairie {1967) ddfinit ainsi la succession {Fig. 1): sdquence and r o y e n n e , u l t r a m ~ t a m o r p h i q u e p r d s e n t a n t des n o y a u x archdens ( > 2 , 6 Ga:
V a c h e t t e , 1979), la sdquence du G r a p h i t e et la s~quence du V o h i b o r y
(= 1,2 G a ?: V a c h e t t e , 1979). Cette succession qui ne fait pas l ' u n a n i m i t d
(e.g., Noizet, 1969; C h a n t r a i n e , 1970) est c e r t a i n e m e n t u n e vue simplifide:
Fig. 1. Carte simplifi~e des principales unit~s p~trographiques du sud malgache (d'apr~s
Besairie, 1970 et le 1/1000 000 ~ m e modifies). S~quence du Vohibory: 1 -- Formation
du Vohibory: gneiss amphiboliques, amphibolites, marbres. S~quence du Graphite: 2 -Formation d'Ampanihy: gneiss ~ biotite et/ou amphibole brune, gneiss d graphite, leptynites ~ grenat. S~quence androyenne: 3 ---Formation de l'Horombe: leptynites ~ grenat
(+- cordi~rite et sillimanite), rares pyrox~nites; 4 ....Formation d'Ihosy: gneiss ruban~s
cordi~rite et grenat, leptynites i cordi~rite; 5 -- Formation de Tsitondroina: migmatites
et leptynites; 6 -- Formation de Tranomaro: leptynites, gneiss ruban~s ~ cordi~rite;
cipolins, pyrox~nites wern~ritiques, wern~ritites, charnockites; 7 -- Formation de Fort
Dauphin: leptynites et gneiss d cordi~rite; S -- Charnockites et granites; 9 -- Granites et
orthogneiss; 10 -- Anorthosites; 11 -- Cipolins et marbres; 12 - Pr~cambrien indiff~renci~; 13 -- Formations post pr~cambriennes. I, FD: Villes d'Ihosy et de Fort Dauphin.
Fig. 1. Simplified geological m a p of the main petrographic series of Southern Madagascar
(after Besairie, 1970 and the 1/1000 000 scale map). Vohibory sequence: 1 -- Vohibory
formation: amphibolitic gneisses, amphibolites, marbles; Graphite sequence: 2 -- A m panihy formation: biotite and/or brown hornblend gneisses, graphite gneisses, garnet
leptynites; Androyan sequence: 3 -- H o r o m b e formation: garnet leptynites (-+ cordierite
and sillimanite), rare pyroxenites; lhosy formation: banded cordierite and garnet bearing
gneisses, cordierite leptynites; 5 -- Tsitondroina formation: migmatites and leptynites;
6 - - Tranomaro formation: leptynites, h a n d e d cordierite bearing gneisses, cipolins, werneritic pyroxenites, werneritites, charnockites; 7 - - F o r t Dauphin formation: cordierite and
garnet leptynites and gneisses; 8 -- Charnockites and granites; 9 -- Granites and orthogneisses; 10 -- Anorthosites; 11 -- Cipolins and marbles; 12 -- Undifferentiated precambrian; 13 .... Post precambrian cover formations. I, FD: Towns of Ihosy and Fort Dauphin.
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-.3
178
en effet, il existe vraisemblablement des formations prot~rozoi~lues tardives
dans la s~quence androyenne, comme le sugg~re l'abondance de formations
carbonat~es dans certaines r~gions (Fig. 1). Cette succession permet toutefois
de consid~rer le sud de Madagascar comme une r~gion favorable pour essayer
de caract~riser les ~pisodes tectono-m~tamorphiques qui ont affect~ cette
portion de la ceinture mobile mozambicaine.
Les principales unit~s p~trographiques du sud de Madagascar sont repr~sent~es sur la Fig. 1. On remarque l'importance des gneiss ruban~s et leptynites ~ cordi~rite et grenat dans la s~quence androyenne. Noizet (1969)
signale que ces gneiss ruban~s sont des roches tr~s communes dans le sud-est,
formant des bancs que l'on peut suivre sur plusieurs kilom~tres. Ils sont
particuli~rement bien repr~sent~s dans la formation d'Ihosy o~ ils constituent un niveau rep~re de 1000 ~ 3000 m d'~paisseur reconnu sur environ
300 km de long (Bazot, 1976). L'association min~ralogique des gneiss
ruban~s rencontres dans les diverses formations du sud-est est: quartz,
feldspath potassique, plagioclase, biotite, grenat, cordi~rite, sillimanite,
spinelle vert, magnetite, ilm~nite (De la Roche, 1963; Noizet, 1969; Besairie,
1970).
CONDITIONS DE GISEMENT ET ASSEMBLAGESMINI~RALOGIQUES DES GNEISS
RUBANI~S
Une carri~re ~ l'entr~e d'Ihosy (colline de Lalanandro)montre:
des gneiss finement ruban~s sombres et bleut~s;
--des
gneiss m~lanocrates hyperbiotitiques; ces gneiss forment des bancs
d'~paisseur g~n~ralement d~cim~trique, lenticulaires et concordants avec
la foliation des gneiss ruban~s;
- - d e s filons leucocrates, de quelques m~tres d'~paisseur, de leucogranites
et de granodiorites s~cants par rapport ~ la foliation des gneiss. Besairie
{1974) signale un filon de charnockite. A dix kilom~tres ~ I'ouest de la ville
d'Ihosy, sur le bord est du plateau de l'Horombe, les gneiss m~lanocrates
constituent des bancs massifs d~passant la dizaine de m~tres d'~paisseur. Ils
sont intercal~s avec des bancs leucogranitiques concordants. Les assemblages
min~ralogiques de ces diff~rentes roches sont donn~s dans le Tableau I. Les
min~raux (~ l'exception de ceux en inclusions) sont ~ l'~quilibre. Ils ne sont
pas zones.
Les gneiss rubanJs sont compos~s de l'alternance de niveaux millim~triques
sombres et clairs de composition min~ralogique identique mais darts lesquels
la proportion des min~raux varie. Les min~raux fi l'~quilibre: quartz, plagioclase, feldspath potassique, biotite, grenat, cordiSrite, sillimanite composent
un assemblage ~ sept phases ~tudi~ par Lee et Holdaway (1977). La cordiorite est abondante en cristaux pluricentim~triques, x~nomorphes et poecilitiques, de couleur bleu marine ~ gris. II s'agit d'un des plus beaux specimens
de cordi~rite du monde (Bariand et al., 1977) exploit~ comme pierre semipr~cieuse {'saphir d'eau'). Elle englobe les autres min~raux et peut contenir
--
179
TABLEAU I
Assemblages min4ralogiques des roches t y p e s d e la formation d'Ihosy. 1: sillimanite d a n s
la c o r d i ~ r i t e , 2: s i l l i m a n i t e + b i o t i t e d a n s le g r e n a t , 3: s i l l i m a n i t e d a n s l e g r e n a t
TABLE I
M i n e r a l o g i c a l a s s e m b l a g e s f o r t h e t y p i c a l rocks from the Ihosy formation. 1: s i l l i m a n i t e
w i t h i n c o r d i e r i t e , 2: s i l l i m a n i t e + b i o t i t e w i t h i n g a r n e t , 3: s i l l i m a n i t e w i t h i n g a r n e t
Ih12
Ih11
Ihl
Ih2
Ih4
IhlO
Quartz
+
Fk
Plagioclase
Biotite
Grenat
Cordi~rite
Sillimanite
+
+
+
±
+-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
±
+
+
+
+
±
+
+
±
-±
_+
-+
----
.
+
+
+
+
+
±l
+
+l
±
±~
Gneiss ruban~s
Filons leucocrates
Ih5
+
.
.
.
.
.
Ih7 Ih6
41C
+
±
--
+
+
+
.
+
+
+
+
-+
± 1,3
_
+
.
.
.
Gneiss m~lanocrates
e n inclusion des fibres d e siUimanite et d u zircon ~ halos pl~ochroi~lues
j a u n e orang6. Les lits sombres d u gneiss ruband sont riches en sillimanite
( c o n t e n a n t e n v i r o n 1% de FeO) qui inclut de la h e r c y n i t e ( T a b l e a u II), de
la magndtite, de l'ilm~nite e t v r a i s e m b l a b l e m e n t de la Pyrite. Dans les bandes
claires, le c o n t a c t e n t r e l'anddsine ( T a b l e a u II) et la m d s o p e r t h i t e rare est
s o u v e n t jalonnd de m y r m 6 k i t e . Le grenat a u n diam~tre m o y e n d ' u n demicentim~tre. I1 s'agit d ' u n a l m a n d i n avec 2 2 % de p y r o p e . Biotite et q u a r t z
se r~partissent sdlectivement dans les r u b a n e m e n t s millim~triques. Les
r u b a n e m e n t s clairs s'6paississent parfois et f o r m e n t des lentilles q u a r t z o feldspathiques ~ t e x t u r e grenue dans lesquelles les m i n d r a u x ferromagndsiens
sont rares o u absents.
Darts les gneiss m~lanocrates, la b i o t i t e est t o u j o u r s tr~s a b o n d a n t e ; les
m i n d r a u x felsiques p e u v e n t ~tre absents (par ex. 41C). La parag~n~se est:
biotite, cordidrite, sillimanite ou grenat. S o u v e n t , le q u a r t z est prdsent (par
ex. Ih 5 et Ih 7). Dans les gneiss m61anocrates analysds, p r o v e n a n t d u b o r d
d u plateau de l ' H o r o m b e , la biotite, la cordidrite et le grenat (~ l ' e x c e p t i o n
d ' u n grenat inclus dans u n e cordi~rite dans Ih 5) p r 6 s e n t e n t des r a p p o r t s
Mg/Mg + Fe plus ~levds que dans les m i n d r a u x d u gneiss ruban~ p r o v e n a n t
de la carri~re d ' I h o s y ( T a b l e a u II). Dans les parag~nAses ~ grenat, la sillim a n i t e , lorsqu'elle est prdsente, est incluse dans la cordi6rite e t / o u dans le
grenat; dans ce d e u x i ~ m e cas, elle p e u t ~tre associde ~ de la biotite. Signalons
la p r e s e n c e de magndtite et de spinelle vert.
La t e x t u r e est grenue au c o e u r des filons de leucogranites (Ih 2, Ih 4,
Ih 10) de c o m p o s i t i o n mindralogique i d e n t i q u e ~ ceUe des niveaux clairs
des gneiss rubands. La p r o p o r t i o n de q u a r t z est dlevde (jusqu'~ 40% de Fen-
Si
A1
Fe
Mn
Mg
Ca
Na
K
Ti
Nombre
d'oxyg~nes
Total
KzO
TiO 2
Na~O
CaO
MgO
A1203
FeOt
MnO
SiO=
5,009
4,037
0.526
0.004
1.388
0.002
0,012
0.001
--
101.1
50.61
34.59
6.35
0,05
9,41
0,0.2
0.06
0,01
--
5,007
3,996
0.453
0.003
1.523
0.004
0,019
---
18
100.21
50.29
34.04
5.44
0.04
10,26
0,04
0.10
---
4,973
4,057
0.482
0.006
1.479
0.001
0,004
---
101.21
50.37
34.85
5.84
0,07
10,05
0,01
0.02
---
5,416
2,981
2.226
0.004
2.586
_
0,04
1.957
0,442
98.62
36.87
17.21
18.12
0,03
11,81
-0.14
10,44
4,00
Biotite
Ih 7
Ih 11
Ih 5
Cordi~rite
Ih 11
Analyses of minerals; *garnet within cordierite
TABLE II
22
5,543
3,165
1.869
0.001
2.829
0,003
0,04
1.86
0,252
96.55
37.73
18.27
15.21
0,01
12,92
0,02
0.14
9,92
2,28
Ih 5
5,507
3,204
1.856
-- -2.819
0.003
0,031
1.852
0,269
Alm
Pyr
Sp
Gr
96.64
37.53
18.52
15.12
-12,89
0,02
0.11
9,89
2,44
Ih 7
5,714
4,312
4.390
0.174
1.342
0.195
-0.008
.
71.96
22
2.85
3.2
101.56
36.42
23.36
33.57
1,31
5,70
1,16
-0,04
.
Ih 11
Grenat
5,742
4,359
3.450
0.034
2.233
0.263
--.
57.69
37.34
0.57
4.40
99.03
37.00
23.88
26.68
0,26
9,59
1,58
--.
Ih 5
Composition chimique des min~raux; *grenat inclus clans la cordi~rite
(Analyses r~alis~s au Service Microsonde Sud de I'USTL de Montpellier par A. Leyreloup)
TABLEAU II
.
.
70.82
20.39
1.00
7.79
6,07
4,162
3.978
0.056
1.145
0.437
0,003
--
24
100.90
39.26
22.83
30.76
0,43
4,97
2,64
0.01
--
Ih 5*
.
Ih 10
32
10,363
5,706
-.
-1.546
2,297
0.034
.
0.87
59.25
39.88
101.64
10,555
5,542
-.
.
-1.315
2,484
0.04
.
1.03
64.70
34.27
103.36
58.97
61.31
27.54
27.30
--.
.
.
.
.
.
8,21
7,13
6.74
7.44
0,15
0,18
.
.
Ih 11
Plagioclase
5,701
4,325
3.590
0.034
2.228
0.253
-0.010
.
.
58.8 Or
36.49 Ab
0.56 An
4.14
101.24
36.98
23.84
27.94
0,26
9,63
1,53
-0,02
.
Ih 7
FK
.
0,09
1.29
15,51
88.45
11.06
0.49
11,85
4,17
-.
-0.02
0,45
3.6
32
101.6
.
.
65.18
19.48
-.
Ih 10
Hercynite
1.542
----
-15,838
6.439
32
102.21
---
4,77
-61.94
35.5
Ih 11
181
semble des min~raux). Le feldspath potassique (Tableau II) est finement
perthitique ou bien forme des exsolutions dans le plagioclase antiperthitique.
Celui-ci est l~g~rement plus sodique que le plagioclase du gneiss ruban~
(Tableau II). Les myrm~kites sont abondantes. La sillimanite, incluse dans la
cordi~rite forme de rares fuseaux. La cordi~rite avec la biotite ou le grenat
constituent parfois des amas centim~triques irr~guli~rement r~partis dans la
roche. Un filon de granodiorite (Ih 1) contient du zircon en abondance et
des grenats millim~triques r~guli~rement r~partis dans la roche.
On note, dans les filons leucocrates et les gneiss m~lanocrates (mais pas
dans les gneiss ruban~s), que le grenat, la sillimanite et le quartz d'une part,
le quartz, la biotite et la sillimanite d'autre part, n'existent pas ensemble
l'~quilibre.
PETROGENESE
Le fait que les minces rubanements clairs des gneiss ruban6s montrent une
texture grenue et une composition min6ralogique similaire ~ celle des filons
de leucogranites sugg~re qu'ils repr6sentent les leucosomes produits par la
fusion partielle commenqante de paragneiss. Les filons de leucogranites
semblent s'fitre form6s par l'accumulation des leucosomes et seraient ensuite
mont6s en traversant les gneiss ruban4s qui seraient migmatitiques. Les
roches m61anocrates repr6sentent les restites de l'anatexie.
Selon Holdaway et Lee {1977), l'assemblage ~ sept phases dans les gneiss
ruban6s implique l'association de tous les r6actants et produits de la r6action: biotite + sillimanite + quartz ~ cordi6rite + grenat + feldspath potassique + Vapeur au cours de la fusion granitique. Le fait que quartz, biotite
et sillimanite ne soient jamais rencontr6s ensemble ~ l'6quilibre dans les
restites, sugg~re que les six min~raux de la r~action pr~c~dente ne sont plus
stables apr6s l'extraction du liquide granitique: la r6action est d~plac6e vers
la droite. Par ailleurs, la pr6sence sporadique de sillimanite ou grenat entour6
de cordi6rite et le fait que grenat, sillimanite et quartz ne soient pas en
6quilibre dans les restites indiquent que cette instabilit6 peut ~tre due ~ la
r6action: grenat + sillimanite + quartz + vapeur ~ cordi6rite. Ces deux r6actions sont control6es principalement par une substitution du fer et du magn6sium dans la cordi6rite, le grenat et la biotite. La r6partition de ces deux
616ments entre ces min~raux a 6t6 6tudi6e par de nombreux auteurs, ce qui
a permis d'61aborer des g6othermom~tres basks sur les couples biotite--grenat
(Thompson, 1976; Holdaway et Lee, 1977; Goldman et Albee, 1977; Ferry
et Spear, 1978, etc.) et grenat--cordi6rite (Thompson, 1976; Wells, 1979).
Nous avons appliqu~ ces g~othermom~tres sur un gneiss ruban~ migmatitique contenant l'assemblage ~ sept phases (Ih 11) et sur deux restites (Ih 5
et Ih 7). Le gneiss ruband provient de la carri~re d'Ihosy, tandis que les
restites sont recueiUis sur le bord Est du plateau de l'Horombe, dix kilom~tres ~ l'ouest de l'affleurement prdcddent. La coexistence des mindmux
l'~quilibre; plagioclase, grenat, sillimanite et quartz dans le gneiss ruband
182
p e r m e t d ' u t i l i s e r ~ g a l e m e n t le g ~ o b a r o m ~ t r e g r e n a t - - p l a g i o c l a s e ( G h e n t ,
1 9 7 6 ; Martignole, 1 9 7 8 ; G h e n t et S t o u t , 1 9 8 1 ) bas~ sur la r ~ p a r t i t i o n d u
c a l c i u m e n t r e ces d e u x m i n ~ r a u x au c o u r s de la r~action: a n o r t h i t e = grossulaire + sillimanite + quartz. Cell-ci s e m b l e c o n f i r m ~ e p a r la d i m i n u t i o n d u
p o u r c e n t a g e en a n o r t h i t e e n t r e le plagioclase du gneiss ruban~ et celui du
leucogranite. Les r~sultats s o n t r~sum~s dans le T a b l e a u I I I e t la Fig. 2. La
c a l i b r a t i o n de F e r r y et S p e a r ( 1 9 7 8 ) ne p e u t ~tre utilisde car les biotites s o n t
t r o p alumineuses. L ' a n a l y s e du c o u p l e g r e n a t - - b i o t i t e d o n n e des rdsultats
similaires avec les g ~ o t h e r m o m ~ t r e s de T h o m p s o n (1976) et H o l d a w a y et
Lee (1977) tandis q u e les t e m p d r a t u r e s o b t e n u e s avec celui de G o l d m a n et
Albee ( 1 9 7 7 ) s o n t m a n i f e s t e m e n t t r o p dlevdes, en particulier p o u r Ih 5 et
Ih 7. Par c o n t r e , le c o u p l e g r e n a t - - c o r d i ~ r i t e indique des t e m p d r a t u r e s syst ~ m a t i q u e m e n t plus faibles. Le g d o b a r o m ~ t r e g r e n a t - - p l a g i o c l a s e d o n n e ,
selon les auteurs, u n intervalle de pression de 1 ~ 1,5 k b a r . La p r e s e n c e d ' u n
assemblage ~ sept phases dans le gneiss m i g m a t i t i q u e Ih 11 p e r m e t d ' a p p l i q u e r le m o d u l e t h e r m o d y n a m i q u e de Lee et H o l d a w a y (1977): connaissant le r a p p o r t F e / F e + Mg d e la cordidrite, ce m o d u l e p e r m e t d ' e s t i m e r les
c o n d i t i o n s t h e r m o d y n a m i q u e s de la m i g m a t i s a t i o n c o m m e n ~ a n t e . Celles-ci
TABLEAU III
Estimation P, T des assemblages des gneiss ~i cordi~rite et grenat
TABLE III
P, T field for cordierite and garnet gneisses
Ih 11
Ih 7
Ih 5
675°C
673°C
684°C
743°C
844°C
818°C
830°C
1420°C(?)
864°C
835°C
848°C
1562°C(?)
624°C
630°C
826°C
831°C
I
O9
"6
"~ =
E0~ ~O9
]
3
= "~
g o•~
G
= Ghent (1976)
M
= Martignole (1978)
G.S. = Ghent et Stout (1981)
T
= Thompson (1976)
H.L. = Holdaway et
Lee (1977)
G.A. = Goldman et Albee (1977)
600°C
700°C
2,9 kbar 4,3 kbar
3,4 kbar 4,6 kbar
4,1 kbar 5,6 kbar
4 kbar
7 kbar
I
.=
,0J
,~
~
Thompson (1976)
Wells (1979)
(P = 4 kbar)
Lee et Holdaway (1977)
T
= 700°C
PT
= 5,4 kbar
PH;O-- 0,3--0,4 P T
805°C
810°C
183
sont: T = 700°C, PT = 5,4 kbar, PH20 = 0,3--0,4 PT- La temp4rature estim~e
pour les r~sidus r6fractaires du plateau de l'Horombe est sup6rieure ~ 800°C.
Cela suppose qu'fi cet affleurement, les temperatures atteintes au cours de
l'anatexie sont plus ~lev~es que dans la vall6e d'Ihosy. Dans ce cas, le grenat
inclus dans la cordi6rite du gneiss m61anocrate Ih 5, de composition
chimique voisine de celle du gneiss ruban~ de la carri6re d'Ihosy, pourrait
~tre un t~moin du dSbut de l'anatexie. Apr~s extraction du liquide granitique,
le restite pourrait persister ~ des temp6ratures plus 61ev6es sans fondre.
Des conditions pression--temp~rature identiques fi ceUes de l'anatexie
commenqante sont obtenues pour un gneiss sy~nitique fi grenat, cordi6rite
et sillimanite de la r~gion de Fort Dauphin (donn6es analytiques de Noizet,
1969): T = 665°C avec le couple grenat--cordi6rite et 710°C avec le couple
grenat--biotite et P = 5--5,5 kbar.
7 ~"
~.
:~
i
~f
5
/
f~
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///
4
//I
,,
a
Cot.d
0 ,~1,¢
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// //~/
~, // ~/ o/ I
1
~
r ° C
,00
5;0
600
7;0
s00
9;0
Fig. 2. Estimation P, T des assemblages min~ralogiques des gneiB ~1cordi~rite et grenat
partir des g6othermom6tres. Traits tins: couple grenat--biotite; tirets tins: couple
grenat--plagioelase; tirets 6pals: couple cordi6rite--grenat; ligne 6paisse: assemblage
sept phases, point: position du gneiss ruban6 Ih 11 sur cette ligne; grenat + sillimanite
+ quartz + vapeur ~ cordi~rite pour XFe cordi~rite = 0,25 et PH~O ffi 0,4 PT (Lee et
Holdaway, 1977); voir Tableau I I I pour les r6f6rences des donn6es thermodynamiques.
Fig. 2. P, T field for assemblages f r o m cordierite and garnet gneisses using the geothermobarometers. Thin lines: garnet--biotite; thin dashed lines: garnet--plagioclase; heavy
dashed lines: cordierite--garnet; heavy line and spot: univariant seven-phase assemblage
and position of the banded gneiss Ih 11 ;garnet + sillimanite + quartz + vapor ~ cordierite
with XFe cordierite = 0.25 and PH~O = 0.4 PT (Lee and Holdaway, 1977). References
on thermodynamic data are given in Table III.
184
CONCLUSIONS
Les gneiss rubands de la formation d'Ihosy t~moignent d'un dpisode migmatitique produisant des leucosomes ~ quartz, feldspath potassique, plagioclase, + cordi~rite, + grenat, -+ biotite,+ sillimanite,des granodiorites ~ grenat
et des r~sidus rdfractaires hyperbiotitiques ddpourvus de feldspath. O n peut
considdrer qu'une certaine proportion de leptynites granitofdes avec ou sans
grenat et/ou cordidrite, abondantes dans le Sud malgache et parfois assocides
des gneiss migmatitiques ruban~s, seraient des liquides contemporains de
cette migmatisation. Les 'septas micaschisteux' dans ces leptynites (Noizet,
1969) et dans des granites (De la Roche, 1963) pourraient alors reprdsenter
les r~sidus r~fractaires ~ la fusion.
De la Roche (1963), Noizet (1969), Besairie (1970), Bazot (1976) remarquent l'abondance des gneiss ruban~s avec l'assemblage ~ sept mindraux
dans l'ensemble de la s~quence androyenne. Or, selon Lee et Holdaway
(1977), les granulites ~ grenat et cordi~rite prdsentant cet assemblage se sont
fortunes dans un intervalle de pression et de tempdrature bien ddfini et
relativement restreint: T = 690--710°C et PT = 4---5,7 kbar avec P H 2 0 =
0,2--0,5 PT. Ainsi les gneiss migmatitiques rubands peuvent ~tre consid~rds
c o m m e des marqueurs thermobarom~triques tr~s prdcis dans le Sud de
Madagascar.
Les datations gdochronologiques rdalisdes dans le sud-est de Madagascar
(Vachette, 1977, 1979; Vachette et Hottin, 1977) rnontrent qu'un dpisode
m~tamorphique panafricain s'est surirnpos~ ~ des ~venements vraisemblablement archdens: ce m~tamorphisme panafricain a provoqud la formation de
migmatites et de granites. Les gneiss migmatitiques ruban~s ne montrent pas
d'~volution polym~tamorphique et ont une grande extension rdgionale.
Aussi, on peut raisonnablement envisager qu'ils soient contemporains de
l'~pisode anatectique panafricain plutSt que de les consid~rer c o m m e les
reliques d'un mdtamorphisme plus ancien. Ainsi, le mdtamorphisme panafricain aurait atteint, dans le sud de Madagascar, les conditions du facies
granulite c o m m e dans le centre de 1'lle (Vachette, 1977) et c o m m e dans
d'autres portions de la ceinture mobile Mozarnbicaine en Afrique (Hepworth,
1972; Saggerson et Tumer, 1972; Tanner, 1973; Coolen et al., 1982).
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