Les Grenats de Nouvelle Calédonie

A.ABREAL, Les grenats de Nouvelle Calédonie : Métamorphisme de subduction et Skarn
J. of Pers. Mineralogist, vol.7, page 149-165, 2015
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Les Grenats de Nouvelle Calédonie
Alain ABREAL
Nouvelle Calédonie rime avec nickel et garniérite chez bon nombre de personnes. C’est pourtant bien
vite limiter la géologie d’une île de plus de 400 km de long pour une superficie de 18 575 km².
Et dans ce recueil sur les grenats, la Nouvelle Calédonie peut tenir une place tout à fait acceptable avec des
formations métamorphiques (jusqu’au faciès des éclogites) et de skarns qui ont permis la formation de
grenats de qualité.
1. GEOLOGIE
1.1 Présentation générale
Issu du site http://www.dimenc.gouv.nc/portal/page/portal/dimenc/geologie/histoire_geologique_nouvelle-caledonie
Si l'on fait exception des Chestefield, atolls en partie édifiés sur des volcans intra-océaniques et de
Mattew et Hunter, volcans situés sur l’extrémité sud de l’arc insulaire du Vanuatu, le territoire de la Nouvelle-
Calédonie émerge dans cet ensemble sur les deux rides parallèles de Norfolk et des Loyauté, séparées par une
centaine de kilomètres.
L'archipel néo-calédonien s'insère dans une zone complexe composée de bassins océaniques ou à croûte
continentale amincie, de lanières continentales en grande partie immergées et de chaînes ou d'arcs volcaniques
qui s'organisent entre le domaine continental australien à l'Ouest et le vaste domaine océanique du Pacifique à
l'Est (Kroenke, 1984; Schellart, 2006). Les bassins se sont ouverts dès le Crétacé inférieur à l'aplomb d'une vaste
zone de subduction à pendage ouest, aujourd'hui disparue, qui s'est propagée vers l'Est et le NE, entraînant la
fragmentation de la marge Est gondwanienne.
La ride de Norfolk qui porte la Grande-Terre de Nouvelle-Calédonie et se raccorde vers le Sud à la masse
continentale de Nouvelle-Zélande, est une lanière continentale, immergée pour l'essentiel.
La ride des Loyauté est majoritairement considérée dans la littérature comme un arc insulaire volcanique
éocène, en cohérence avec la géologie de la Grande-Terre de Nouvelle-Calédonie.
Le bassin nord-Loyauté et le bassin sud-Fidjien sont de nature océanique, arrière arc, ouverts selon les
auteurs entre l'Eocène et le Miocène (Herzer et al., 2009; Maillet et al., 1983; Sdrolias et al. 2003, Mortimer et
al. 2007).

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Figure 1 : NC : Carte structurale du Sud-Ouest Pacifique.
1.2 Grande terre – Ride de Norfolk
La Grande-Terre qui émerge sur la terminaison nord de la ride de Norfolk est composée :
- de noyaux composites assemblés pendant une période de convergence allant du Carbonifère supérieur
au Crétacé inférieur (cycle ante-sénonien, 300 - 100 Ma).
- d'unités mises en place à partir du Sénonien et avant le Miocène (cycle néo-calédonien, 100 - 24 Ma)
dans lesquelles il faut distinguer :
o une couverture sédimentaire d'âge Crétacé supérieur - Paléocène déposée en contexte extensif
de rift, puis à partir de l'Eocène déposée en contexte de convergence,
o des unités ophiolitiques obductées à la fin de l'Eocène supérieur dont:
 L’unité de Poya
 La nappe des péridotites
- des formations marines et continentales du cycle post-obduction miocène à actuel.

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1.2.1. Les unités du cycle néocalédonien
Ces unités discordantes ou chevauchantes sur les noyaux précédents se sont mises en place lors d'un cycle d'âge
crétacé supérieur à oligocène (100 - 24 Ma). Du Crétacé au Paléocène, à l'arrière d'une subduction à plongement
ouest se propageant vers l'intérieur du Pacifique et contemporaine d'un arc volcanique inconnu situé vers le NE,
s'ouvrent plusieurs bassins marginaux sur la bordure est-gondwanienne, dont (depuis le domaine continental
australien jusqu'au domaine océanique pacifique) la mer de Tasman, le bassin ouest calédonien et le bassin sud
loyauté. Cette période de rifting et d'expansion généralisée, est perturbée dès le Paléocène, au niveau de la
future Nouvelle-Calédonie, par l'apparition d'une zone de convergence avec une subduction à plongement est où
va se résorber progressivement le bassin sud loyauté puis s'engager la ride de Norfolk.
La couverture sédimentaire d'âge Crétacé supérieur - Paléogène de la Grande-Terre reflète successivement ces
deux régimes, d'abords d'expansion avec des dépôts syn à post rift, puis de convergence avec l'accumulation de
flysch.
Figure 2 : NC : Evolution géodynamique de la région Nouvelle-Calédonie
depuis le Crétacé supérieur jusqu'au présent
d'après Schellart et al. (2006), Crawford et al. (2003), Cluzel et al. (2006).
EG : Marge est-gondwanienne ; TS : Mer de Tasman ; LHR : Ride de Lord
Howe ; NCB : Bassin de Nouvelle-Calédonie ; NR : Ride de Norfolk ; SLB :
Bassin sud Loyauté ; LA : Arc des Loyauté ; NLB : Bassin nord Loyauté ;
VA : Arc du Vanuatu ; NFB : Bassin nord fidjien.

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L'unité métamorphique de haute pression - basse température
du Nord calédonien, l'une des plus grandes, des plus continues et des mieux conservée au monde, s'est formée
pendant le Paléogène, lors de la subduction de la plaque qui comprend la ride de Norfolk et le bassin sud
Loyauté. Le protolithe métamorphique comprend :
- l'unité du Diahot - Panié (Cluzel et al., 1995), équivalente latérale pro parte de la couverture
sédimentaire Crétacé supérieur - Paléogène datée et non métamorphique auxquelles elle passe
transitionnellement vers le SW. Elle est représentée essentiellement par des micaschistes et gneiss à
lawsonite - glaucophane (faciès "schiste bleu"). Dans la région de Poindimié, une bonne partie des
formations anté-sénoniennes sont également affectées par ce métamorphisme.
- l'unité de Pouébo, mélange chaotique de blocs de roches basiques à matrice méta-sédimentaire ou
serpentineuse (Maurizot et al., 1989), transformé en éclogites et glaucophanites et rétromorphosé dans
le faciès "schiste bleu" puis "schiste vert". Cette unité est l'équivalent métamorphique de l'unité de Poya
avec laquelle elle partage la composition géochimique (Cluzel et al., 2002) et âge (85 Ma, U/Pb sur
zircons, Spandler et al., 2005).
2. GRENATS DU METAMORPHISME DE SUBDUCTION – NORD DE LA
GRANDE TERRE
2.1 Situation géographique
Figure 3 : NC : Crique et plage d’Amos
Il y a 55 millions d’année environ, le Bassin de Nouvelle Calédonie s’est mis à subducter dans la
direction SO-NE. Les roches des régionsnord-est de la future Grande Terre se sont enfoncées sous le Pacifique
jusqu’à une profondeur de l’ordre de 70 km, subissant ainsi les contraintes d’un métamorphisme HP-HT. Ces
conditions extrêmes ont permis aux roches originelles de se tranformer pour donner des minéraux de toute
beauté, dont des grenats.
En se promenant (pas besoin de crapahuter) le long de la vallée d’Amos, il est facile de trouver toute sorte de
minéraux caractéristiques des conditions PT de formation de ces minéraux.

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2.2 Processus de subduction
Les minéraux ont des domaines d’existence, c’est-à-dire qu’ils n’existent que dans des domaines de
pression et de température précis. Ainsi l’espace défini par les pressions et températures a été fragmenté en
différentes zones en fonction de l’existence ou non de certains minéraux : pyroxènes, amphibole ou grenats. Sur
cet espace ont également été ajoutés des types de roches correspondant aux minéraux présents. On a défini ainsi
le diagramme des faciès métamorphiques.
Aujourd’hui, unanimement reconnu et utilisé, ce diagramme permet facilement, à partir de la détermination des
minéraux présents, macroscopiquement ou en lames minces, d’évaluer les conditions de pression et de
température auxquelles la roche s’est formée.
Figure 4 : NC : Diagramme des faciès métamorphiques en fonction de la presion et de la température
Figure 5 : NC : Evoluton des roches au cours de la subduction – Faciès métamorphiques traversés
Au cours du processus de subduction, la roche va s’enfoncer et par conséquent voir sa température, mais surtout
sa pression augmenter, c’est le métamorphisme prograde. La roche va ainsi passer successivement du faciès des
schistes verts, aux schistes bleus, aux amphibolites puis aux eclogites pour les conditions les plus sévères.