Pétrologie des pyroxénites litées dans les complexes ultramafiques de l'Ariège (France) et autres gisements de lherzolite à spinelle. I. Compositions minéralogiques et chimiques, évolution des conditions d'équilibre des pyroxénites

Les pyroxenites litees dans les principaux massifs de lherzolites a spinelle de l'Ariege ont recristallise a partir de parageneses primaires constituees de bronzites riches en alumine et d'augites riches en magnesium et aluminium dans des proportions variables, generalement accompagnees de petites quantites de spinelle (pleonaste a picotite), plus rarement de grenat ou d'olivine. Les relations des pyroxenites avec les peridotites encaissantes et la zonation mineralogique et chimique des lits indiquent que les parageneses primaires sont des segregats des phases successivement formees dans des liquides dont la composition evolue de celles de picrites tholeiitiques a celles de basaltes a nepheline normative. L'extraction de l'olivine, qui cristallise au liquidus du magma primaire, conduit a l'individualisation de liquides residuels dans lesquels l'orthopyroxene devient la phase de liquidus. Le processus de segregation se poursuivant, la bronzite est remplacee par le clinopyroxene, accompagne de grenat dans les derniers liquides residuels conserves dans la masse ultramafique. Cette sequence de cristallisation et la composition chimique initiale des pyroxenes sont compatibles avec des temperatures debutant a 1 600° C, la cristallisation se terminant a environ 1 200° C dans des conditions isobares ou quasi isobares comprises entre 15 et 20 kb. Les parageneses primaires recristallisent au cours de deux episodes majeurs dont le premier est anterieur a l'ecoulement plastique, le second synchrone des deformations subies par les roches. Les reactions de subsolidus observees et la composition des phases recristallisees indiquent que le dernier stade principal de recristallisation intervient dans l'Ariege a 800°-900° C, entre 12 et 15 kb, soit a des pressions voisines de celles controlant la cristallisation. La compilation des donnees recueillies dans d'autres gisements, complexes ou enclaves, conduit a la conclusion que les pyroxenites associees aux lherzolites a spinelle, partout ou elles affleurent, sont issues d'un meme processus de segregation et ont cristallise et recristallise dans des conditions physico-chimiques voisines de celles determinees dans l'Ariege, dans les parties les plus superieures du manteau, a une profondeur comprise approximativement entre 35 et 70 km. Les temperatures et pressions qui controlent la cristallisation des pyroxenites impliquent que les complexes de lherzolites a spinelle se sont constitues soit a partir d'une mousse de cristaux essentiellement d'olivine et d'orthopyroxene soit a partir d'un liquide de composition picritique. La discussion de cette alternative se ramene a celle de deux hypotheses. Dans la premiere, les pyroxenites du litage cristallisent a partir des liquides issus d'une ou de fusions partielles affectant un corps ultramafique au cours de son ascension vers la surface ; dans la seconde, les peridotites comme les pyroxenites sont d'origine premiere magmatique. Les deux hypotheses sont confrontees contradictoirement dans la seconde partie de ce memoire.