La croûte continentale (ou son absence) exerce un contrôle de premier ordre sur l’évolution des planètes telluriques. Sur Terre, son évolution au cours du temps, en particulier le tempo de son extraction est donc une question majeure. La croûte continentale est principalement constituée de granites (s.l.). Ainsi, comprendre leur formation est une condition préalable à la compréhension de l’évolution de la croûte. Les granites sont cependant des objets complexes. Ils correspondent à des réservoirs de magma fossile – des poches de magmas refroidis dans la croûte. Ils sont alimentés par l’apport de magmas frais provenant de zones sources plus profondes, mais ils perdent également des liquides au profit de réservoirs plus superficiels. Pendant leur séjour dans les chambres magmatiques qui deviendront les futurs plutons granitiques, les magmas évoluent chimiquement en se refroidissant, en interagissant avec les roches encaissantes, en étant réalimentés par des magmas frais ou en perdant des magmas évolués au sommet. De plus, les magmas qui alimentent les réservoirs peuvent avoir des origines différentes – ils peuvent être générés dans la croûte (auquel cas les granites correspondent à un remaniement de la croûte existante, mais pas à la croissance d’une nouvelle croûte) ou à partir du manteau situé en dessous (auquel cas les granites reflètent la croissance d’une nouvelle croûte).

Un pluton granitique est le résultat intégré dans le temps de tous ces processus. Les roches que nous voyons aujourd’hui sont le résultat d’une longue histoire, et démêler les différents composants du système, aussi critique soit-il, n’est pas un problème simple : quels étaient les flux d’entrée et de sortie du système ? D’où provenaient les magmas ? Comment ont-t-ils évolué et interagi ? Généralement, les granites sont étudiés en examinant la composition globale d’échantillons représentatifs (2-5 kg). Cette approche, cependant, homogénéise l’échantillon et efface l’enregistrement des processus passés du granite. Il faut donc développer une méthodologie pour aller au-delà de ces questions. En particulier, de nombreux granites présentent de grands cristaux de feldspath alcalin (‘dent de cheval’). Leur grande taille, le fait qu’ils contiennent des inclusions de nombreux autres minéraux, les variations de composition du cœur à la bordure, tout cela suggère qu’ils ont grandi pendant une longue période de temps. Ainsi, les feldspaths alcalins préservent une grande partie de l’histoire de la roche – ce sont des capsules temporelles que nous pouvons utiliser pour observer l’évolution du système. Les approches analytiques récentes permettent des analyses in situ plus précises et plus variées : nous pouvons analyser les éléments majeurs et les éléments en traces, plusieurs systèmes isotopiques à l’échelle micrométrique, etc. Les analyses in-situ peuvent être utilisées pour décrypter l’histoire des grands cristaux et reconstruire l’évolution du magma granitique.

Dans ce projet, nous étudierons des granites complexes du Sud du Massif Central (Aigoual, Mont-Lozère, Margeride). Ces intrusions présentent des feldspaths de très grande taille, et une série de caractéristiques de terrain ainsi que les compositions des roches totales suggèrent qu’elles se sont formées par interaction entre différents magmas. De plus, elles sont associées à des dykes de roches intrusives, ce qui indique une perte de magma à un moment donné de l’évolution du pluton. En nous concentrant sur les feldspaths et leurs inclusions, nous tenterons d’élucider l’évolution de ces anciens corps magmatiques. Nous utiliserons (i) des études de terrain, y compris la cartographie détaillée des principaux affleurements, pour comprendre la distribution régionale à l’échelle du mètre des roches et des minéraux ; (ii) la modélisation thermodynamique (équilibre des phases) pour comprendre la cristallisation de ces magmas granitiques, en particulier l’ordre dans lequel les minéraux se forment (et leurs compositions) ; (iii) des analyses in situ par MEB, microsonde et LA-ICP-MS des feldspaths hôtes (pour décrire leur zonation et leur évolution chimique), et de leurs inclusions (pour comprendre le contexte de leur croissance).