Définition et nomenclature
La charnockite est une roche de composition granitique qui se distingue des granites ordinaires par la présence d'orthopyroxène, le plus souvent de l'hypersthène. Dans la classification de l'Union internationale des sciences géologiques (UISG), le terme désigne au sens strict un granite à orthopyroxène.
Le nom rend hommage à Job Charnock, administrateur de la Compagnie anglaise des Indes orientales et fondateur de Calcutta (aujourd'hui Kolkata), dont la pierre tombale est taillée dans cette roche. Il a été proposé à la fin du XIXe siècle par le géologue Thomas Henry Holland, du Geological Survey of India, à partir des roches du sud de l'Inde.
Par extension, l'expression série charnockitique regroupe l'ensemble des roches plutoniques à orthopyroxène, nommées selon leur composition :
| Roche | Équivalent sans orthopyroxène |
|---|---|
| Charnockite | Granite |
| Opdalite | Granodiorite |
| Enderbite | Tonalite |
| Mangérite | Monzonite |
| Jotunite | Monzodiorite |
Le Grand dictionnaire terminologique de l'Office québécois de la langue française consigne le terme « charnockite » comme désignation française normalisée. Dans la cartographie géologique, le mot est employé tantôt dans ce sens strict, tantôt dans un sens pétrographique plus large englobant toute la série charnockitique.
Composition et aspect
La charnockite se compose essentiellement de quartz, de feldspath alcalin, souvent perthitique ou mésoperthitique, de plagioclase et d'orthopyroxène. Elle peut renfermer du clinopyroxène, du grenat, de la hornblende, de la biotite et des minéraux opaques comme la magnétite et l'ilménite. La faible teneur en minéraux hydratés reflète des conditions de cristallisation ou de recristallisation pauvres en eau.
À l'état frais, la roche présente une teinte caractéristique vert foncé à brun verdâtre et un éclat gras, dus en grande partie à la coloration des feldspaths et du quartz. Cette couleur tranche souvent avec la patine d'altération, plus claire, brunâtre ou chamois, qui recouvre les affleurements. Cette différence aide les géologues à reconnaître la roche sur le terrain.
La texture varie selon l'histoire de la roche :
- texture grenue ou porphyrique dans les faciès intrusifs peu déformés ;
- texture granoblastique dans les faciès recristallisés ;
- texture gneissique ou foliée dans les secteurs fortement déformés.
L'identification certaine de l'orthopyroxène exige souvent l'examen en lame mince, car ce minéral peut être partiellement remplacé par de l'amphibole ou de la biotite lors de transformations ultérieures.
Origine et conditions de formation
L'origine des charnockites a longtemps fait l'objet de débats, et plusieurs mécanismes sont aujourd'hui admis selon les contextes.
Origine magmatique
Une partie des charnockites cristallise directement à partir de magmas chauds et relativement secs. La faible activité de l'eau favorise alors la stabilité de l'orthopyroxène plutôt que celle de la biotite ou de la hornblende. Ces charnockites magmatiques sont fréquemment associées aux massifs d'anorthosite, au sein des suites dites AMCG (anorthosite, mangérite, charnockite, granite), caractéristiques du Protérozoïque.
Origine métamorphique
D'autres charnockites résultent de la transformation de gneiss préexistants dans le faciès des granulites, à des températures élevées et à des profondeurs correspondant à la croûte moyenne ou inférieure. La déshydratation de la roche, parfois attribuée à la circulation de fluides riches en dioxyde de carbone ou en saumures, provoque la cristallisation d'orthopyroxène aux dépens des minéraux hydratés. Le sud de l'Inde offre des exemples classiques de cette « charnockitisation » à l'échelle de l'affleurement.
Portée géologique
Dans les deux cas, la présence de charnockite témoigne de conditions de haute température et d'une croûte profondément exhumée par l'érosion. Les charnockites sont ainsi répandues dans les boucliers précambriens, notamment en Inde, en Scandinavie, en Antarctique, en Afrique et dans le Bouclier canadien.
Charnockites de la Province de Grenville
La Province de Grenville, qui occupe le sud du Bouclier canadien au Québec, expose des roches de la croûte moyenne et profonde mises en place ou transformées au Mésoprotérozoïque. Les charnockites et les mangérites y sont fréquentes, en particulier en association avec les grands massifs d'anorthosite.
Saguenay–Lac-Saint-Jean
La Charnockite de Kénogami constitue une unité de la Suite anorthositique du Lac-Saint-Jean. Les travaux de Géologie Québec lui attribuent des âges de cristallisation d'environ 1 155 à 1 135 millions d'années (Ma), ce qui la rattache au magmatisme de type AMCG de la région. Des études universitaires menées à l'Université du Québec à Chicoutimi, notamment dans le canton Saint-Onge, ont également documenté les roches charnockitiques de ce secteur.
Région du lac Cassette
Dans la région du lac Cassette, la Suite charnockitique du lac Croche appartient à la Supersuite de Sault aux Cochons. Le rapport de cartographie qui la décrit y distingue des charnockites au sens strict, des charnockites au sens large et des mangérites, illustrant la diversité de composition de la série charnockitique au sein d'une même unité.
Mauricie
Les levés géologiques de la région du Saint-Maurice signalent des roches charnockitiques dans plusieurs secteurs. Le terme y est employé dans un sens pétrographique assez large, couvrant diverses roches plutoniques et gneissiques à orthopyroxène.
Ces exemples montrent que, dans le Grenville québécois, le nom désigne à la fois un type de roche et des unités lithodémiques formellement définies dans le lexique stratigraphique.
Charnockites de la Province de Churchill
Plus au nord, dans le nord-est du Québec, des roches charnockitiques beaucoup plus anciennes sont connues dans la Province de Churchill, mise en place au Paléoprotérozoïque.
La Suite charnockitique de De Pas, située dans le Domaine lithotectonique de George, regroupe des roches intrusives à orthopyroxène. Le lexique stratigraphique de Géologie Québec y recense notamment :
- des diorites ;
- des mangérites ;
- des opdalites ;
- des enderbites.
Les âges rapportés pour la mise en place de cette suite s'étendent de 1 840 à 1 811 Ma. Elle se rattache ainsi à l'orogenèse du Nouveau-Québec et, plus largement, à l'assemblage du continent paléoprotérozoïque qui a précédé la formation de la Province de Grenville de plusieurs centaines de millions d'années.
La comparaison entre la Suite de De Pas et les charnockites grenvilliennes montre que des roches de même nature peuvent se former à des époques très différentes, dès lors que les conditions de haute température et de faible teneur en eau sont réunies dans la croûte. Elle souligne aussi l'importance de dater chaque unité pour en préciser le contexte tectonique.
Usages
En raison de sa dureté, de sa faible porosité et de sa couleur verte à brune, la charnockite est exploitée dans plusieurs pays comme pierre de taille et pierre décorative. Dans le commerce de la pierre architecturale, elle est généralement vendue sous l'appellation générique de « granite », qui regroupe de nombreuses roches cristallines de composition et d'origine variées. Elle sert notamment aux revêtements, aux dallages, aux comptoirs et aux monuments funéraires, comme l'illustre la pierre tombale de Job Charnock à l'origine de son nom.
Sur le plan scientifique, la charnockite constitue un repère important pour la reconstitution de l'histoire de la croûte continentale. Sa présence renseigne sur les températures atteintes en profondeur, sur la teneur en eau des magmas et des roches, ainsi que sur l'ampleur de l'érosion qui a ramené ces roches profondes à la surface. Les datations isotopiques des charnockites, comme celles obtenues au Saguenay–Lac-Saint-Jean et dans le Domaine de George, contribuent à établir la chronologie des événements magmatiques et tectoniques du Bouclier canadien.
Dans l'inventaire des ressources minérales régionales, notamment au Saguenay–Lac-Saint-Jean, les roches charnockitiques et anorthositiques figurent parmi les substrats d'intérêt pour la pierre architecturale et pour la compréhension des minéralisations associées aux massifs d'anorthosite.