Basaltes alcalins à salite–fassaïte du secteur de Charlannes (Mont-Dore)

1. Contexte général

Les basaltes du secteur de Charlannes, dans le massif volcanique du Mont-Dore, appartiennent à une série de basaltes alcalins porphyriques, mis en place lors d’une phase de volcanisme effusif intraplaque. Ils se distinguent par une minéralogie riche, une évolution chimique marquée au cours de la cristallisation, et par la présence de minéraux alcalins tardifs, témoins d’un magma sous-saturé en silice.

Ces basaltes constituent un bon exemple de magmas basaltiques ayant subi une cristallisation fractionnée avancée dans un réservoir peu profond, avant leur émission en surface.

2. Texture et organisation générale

Il s’agit de basaltes porphyriques, contenant des phénocristaux abondants de :

• clinopyroxène,
• olivine,
• plagioclase.

La présence de phénocristaux bien développés indique un temps de résidence magmatique significatif avant l’éruption. La matrice est interstitielle, localement partiellement vitreuse, traduisant une cristallisation incomplète du liquide résiduel lors du refroidissement final.

3. Minéraux précoces : signature du magma basaltique alcalin

3.1. Clinopyroxènes : salite et fassaïte

Les clinopyroxènes sont décrits comme des titano-salites à tendance fassaïtique.

• Salite : la salite est un clinopyroxène calcique, intermédiaire entre le diopside (CaMgSi₂O₆) et l’hedenbergite (CaFeSi₂O₆). Elle est relativement riche en Ca et Fe²⁺ et se rencontre fréquemment dans les basaltes alcalins intraplaques. Sa présence indique une faible activité de la silice et une cristallisation à basse pression.
• Fassaïte : la fassaïte est une variété de clinopyroxène enrichie en aluminium, titane et fer ferrique (Fe³⁺). Le terme provient du Val di Fassa (Dolomites), où ces pyroxènes ont été décrits pour la première fois. La composante fassaïtique traduit :
  • un magma alcalin,
  • un état d’oxydation relativement élevé,
  • une capacité du réseau cristallin à incorporer Ti et Al, typique des magmas sous-saturés en SiO₂.

L’expression « titano-salite à tendance fassaïtique » signifie donc que ces clinopyroxènes sont fondamentalement des salites, mais avec une chimie évoluant vers celle des fassaïtes.

3.2. Olivine

L’olivine associée est relativement magnésienne (Fo₈₁–₇₅), indiquant une cristallisation précoce à partir d’un magma encore peu différencié. Au cours de l’évolution magmatique, l’olivine devient plus ferrifère (Fo ≈ 75), traduisant l’enrichissement progressif du liquide résiduel en fer.

3.3. Plagioclase et oxydes

Le plagioclase est un labrador calcique (An₇₀–₆₂), typique d’un stade basaltique précoce. Il est associé à de la titano-magnétite riche en ulvöspinel (TiFe²⁺₂O₄, Ulv ≈ 49), indiquant des conditions oxydantes modérées et un magma enrichi en Ti.

4. Évolution magmatique et minéraux tardifs

Au cours de la cristallisation fractionnée, le magma résiduel s’enrichit progressivement en :

• fer,
• sodium et potassium,
• éléments incompatibles.

Cette évolution se traduit par l’apparition de minéraux tardifs alcalins, souvent disposés :

• en couronnes autour des phases précoces,
• ou dans les espaces interstitiels.

4.1. Feldspaths alcalins

Les feldspaths alcalins (sanidine et orthose) apparaissent tardivement. Leur présence indique :

un liquide résiduel fortement alcalin,

un état sous-saturé en silice.

4.2. Analcime

L’analcime (NaAlSi₂O₆·H₂O) se présente en plages interstitielles. Elle peut être :

soit un minéral primaire tardif,

soit le produit d’une transformation subsolide de phases alcalines initiales.

Dans les deux cas, elle confirme le caractère alcalin marqué du magma.

5. Verre et leucite : indices de cristallisation incomplète

Dans certains échantillons, une faible quantité de verre est observée, indiquant un refroidissement final relativement rapide. Plus significative est la présence locale de leucite interstitielle (KAlSi₂O₆), notamment à Charlannes.

La leucite est un minéral :

• potassique,
• strictement sous-saturé en silice,
• caractéristique des magmas fortement alcalins.

Sa présence place certains de ces basaltes à la limite des basanites ou basaltes leucitiques.

6. Lecture pétrogénétique synthétique

Les basaltes de Charlannes enregistrent les étapes suivantes :

1. Cristallisation précoce d’olivine magnésienne, de clinopyroxène calcique (salite–fassaïte), de plagioclase calcique et d’oxydes Fe–Ti.
2. Cristallisation fractionnée prolongée dans un réservoir peu profond.
3. Enrichissement progressif du liquide résiduel en Fe et en alcalins.
4. Apparition de feldspaths alcalins, d’analcime et localement de leucite.
5. Cristallisation finale partiellement incomplète, avec maintien local de verre.

7. Message clé à retenir

> Les basaltes de Charlannes sont des basaltes alcalins porphyriques dont la minéralogie, dominée par des clinopyroxènes de type salite à composante fassaïtique, enregistre une cristallisation à basse pression dans un magma sous-saturé en silice. L’apparition tardive de feldspaths alcalins, d’analcime et parfois de leucite traduit une différenciation avancée et un fort enrichissement alcalin du liquide résiduel.