Le sondage GPF de 900 m à travers le granite peralumineux albitique de Beauvoir à topaze, lépidolite et métaux rares (Sn, Nb, Ta, Be, Li ...) a permis d'étudier en détail une coupe carottée en continu. Il montre une puissance exceptionnelle pour ce type de granite, exemplaire des termes les plus évolués des complexes leucogranitiques peralumineux. Il a permis d'appréhender des mécanismes de différenciation, fractionnement et transfert, habituellement exprimés de manière beaucoup plus discrète et plus délicats à révéler. Les résultats les plus significatifs sont :
1) L'acquisition par des processus magmatiques des taux de fractionnement considérable observés. Les phénomènes métasomatiques post-solidus n'interviennent que subsidiairement.
2) La mise en place autonome de ce granite très évolué, par injections successives dans un « caisson » de magmas dont les caractéristiques ont été acquises pour l'essentiel avant leur mise en place.
3) La confirmation par l'étude expérimentale originale du système, du cursus de cristallisation observée et du rôle fondamental du fluor, du lithium et de la pression fluide sur l'ordre et la nature des phases minérales apparaissant entre liquidus et solidus.
4) Le caractère non eutectique de ces bains magmatiques par rapport aux leucogranites plus banaux de fins de différenciation des lignées non peralumineuses.
5) L'origine primaire, magmatique, des enrichissements en métaux rares Sn, Ta, Nb, Li, Be conduisant à des teneurs économiques et le comportement inversé de l'étain et de l'uranium lors des conditions de fO2 élevée apparaissant avec la sursaturation du magma en fluides.
6) L'observation de la démixtion de saumures aqueuses chlorurées par arrivée à saturation du magma avant le solidus. L'ébullition de ces saumures magmatiques par suite de la fracturation hydraulique de l'encaissant, grâce aux conditions très superficielles de la mise en place de ce granite, montre l'analogie phénoménologique avec le cas maintenant bien documenté des « porphyres cuprifères ».
7) Les variations considérables et bien organisées de la composition des micas lithinifères couvrent tout le champ connu de ces minéraux. Ils se révèlent d'excellents indicateurs de l'évolution magmatique. A ce stade des études, un certain nombre de phénomènes majeurs sont encore insuffisamment étudiés pour faire l'objet de conclusions fermes. Il s'agit : des relations cogénétiques ou non entre les différentes unités magmatiques du granite de Beauvoir et entre celles-ci et les autres termes du complexe leucogranitique peralumineux d'Échassières ; de la comparaison détaillée des comportements géochimiques des nombreux éléments traces aux stades magmatiques, transolidus et subsolidus, de façon à appréhender la réalité, l'importance et les conditions de transfert et de fractionnement de ces éléments.
Nous espérons que de nouvelles équipes de chercheurs viendront s'intéresser à un objet géologique aussi bien documenté.
Mots-clés: Sondage (profond), Granite, Tungstène substance, Étain substance, Lithium substance, Allier (Échassières)
The 900 m-deep Géologie Profonde de France (GPF) borehole traversing the Beauvoir peraluminous, albitic, topaz- lepidolite- and rare metal-bearing (Sn, Nb, Ta, Be, Li, etc.) granite has made possible the detailed study of a continuous cored section through the granite. It is shown to be exceptionally thick for this type of granite, exemplifying the most evolved terms of the leucocratic peraluminous granitic complexes. The study of the core has revealed the existence of mechanisms of differentiation, fractionation and transfer that normally are expressed much more subtly and are more difficult to demonstrate.
The most significant results are :
1) The acquisition by magmatic processes of the considerable observed degrees of fractionation. Post-solidus metasomatic processes play only an accessory role. The filling of the Beauvoir reservoir by successive magmatic injections which individual caracteristics mostly results from process acting before emplacement.
2) Confirmation, by original experimental study of the system, of the observed order of crystallization and of the fondamental part played by F, Li and fluid pressure in determining the sequence and nature of the mineral phases appearing between liquidus and solidus.
3) The non-eutectic character of these magmas compared with the more normal differentiation end-products of non peraluminous descent.
4) The primary magmatic origin of the enrichment in Sn, Nb, Li and Be leading to economic concentrations, and the opposite behaviour of U and Sn, in the high fO2 conditions prevaling during fluid oversaturation of the magma in later stage.
5) Observation of the unmixing of Cl-bearing aqueous brines as a result of saturation of the magma before the solidus is attained. The ebullition of these magmatic brines following the hydraulic fracturing of the host-rock, due to the shallow conditions of emplacement of this granite.
6) The considerable and well-ordered variations in composition of the lithium micas cover the entire known field of these minerals. They are revealed as excellent indicators of magmatic evolution.
At this stage of the investigations, certain major magmatic phenomena are still insufficiently well-known for firm conclusions to be drawn. These are: a) the cogenetic or non-cogenetic relations between the different units of the Beauvoir granite and between this granite and the other terms of the Echassières peraluminous, leucogranitic complex; b) detailed comparison of the geochemical behaviour of the numerous trace elements at the magmatic, trans-solidus and subsolidus stages in order to evaluate the reality, importance and conditions of their transfer and fractionation.
We very much hope that other research teams will express an interest in such a well-documented geological feature.
Dernière mise à jour le 24.01.2019