Les roches ornementales du Brésil

PERRIER R., Le Mausolée, n° 652, déc. 1990

en collaboration avec D. Aissaoui et B. Benziane

1 - Introduction

Avec cette étude du Brésil, nous commençons une revue de la production des principaux pays exportateurs de roches ornementales, en proposant une révision de la dénomination commerciale des roches, en les situant dans leur cadre géologique, et en précisant leur risque d'altération par l'étude de lames minces. Nous espérons l’étendre par la suite aux pays Scandinaves, à l'Afrique du Sud et à l'Inde, aussi bien qu'aux pays méditerranéens.

Nous avons constaté en effet qu'il n'est pas aisé pour le professionnel, qu'il soit architecte ou marbrier, d'avoir une vue d'ensemble sur la production des différents pays exportateurs. Certains pays ont certes publié des catalogues, comportant des photos en couleur, quelques propriétés physiques (souvent mesurées selon des normes locales, donc non comparables entre elles), et parfois des indications géologiques. Le défaut de ces catalogues est d'être trop complets, car, établis par des organismes gouvernementaux, ils visent à faire l'inventaire exhaustif des ressources du pays : il en résulte que le prescripteur se trouve confronté à une multitude de roches, dont beaucoup ont été abandonnées entre temps ou n'ont qu'une production limitée au marché local, ce que ne dit pas le catalogue.

S'adressant au négoce établi dans son pays d'activité, le prescripteur se trouve en présence des roches effectivement importées, mais elles sont répertoriées selon une nouvelle nomenclature, souvent différente de celle du pays d'origine.

Notre but est donc d'introduire plus de clarté dans la nomenclature, particulièrement confuse en ce qui concerne le Brésil, en retenant un nom d'origine et en établissant une liste des synonymes et des variétés, de mieux définir la pétrographie de la roche et la situer dans son cadre géologique, d'évaluer le potentiel de production, la dimension des blocs disponibles, les qualités et les défauts des roches, leurs possibilités d'usinage leurs conditions de mise en oeuvre, et d'évaluer les risques d'altération (dégradations physiques et changements de couleur) selon leur mise en place.

2 - Méthode de travail

Après une phase de collecte des informations (ouvrages, articles de revues, catalogues, entrevues avec les importateurs, échantillons), nous établissons une revue de la géologie du pays, dans l'optique des possibilités en roches ornementales, appuyée sur des cartes structurales et des cartes de localisation des carrières.

Les renseignements collectés sont regroupés sur un fichier, manuel dans un premier temps, puis ensuite informatisés sur base de données, de manière à permettre des recherches rapides et leur impression. Ce fichier comporte notamment les rubriques suivantes :

- localisation : carrière, commune, état ou province,

- dénomination : nom principal retenu, synonymes, variétés, d'où l'on tire un lexique de tous les noms employés,

- description géologique : caractères visibles à l'oeil nu et permettant l'identification, étude pétrographique sur lame mince, type de roche. L'étude sur lames minces permet de déterminer les minéraux constituants et de classer la roche avec précision, mais surtout de reconnaître les altérations minérales (transformations en minéraux argileux ou instables, oxydation des minéraux contenant du fer, présence de pyrite pouvant donner lieu à des taches, etc.) et l'état de la fracturation, qui conditionne les caractéristiques physiques.

- caractéristiques physiques, et méthodes de mesure employées,

- conditions de gisement et données sur les carrières,

- facilité d'usinage, défauts, caractéristiques de mise en oeuvre (résistance au gel, à la pluie, aux taches, aux atmosphères agressives, emplois préconisés et déconseillés), etc.

La visite des carrières et des producteurs est très souhaitable pour évaluer les possibilités de production et les défauts des roches.

3 - Documentation sur le Brésil

Le recensement des roches ornementales nous a permis à ce jour d'établir un lexique de 385 noms différents de roches et de localités ; après regroupement des synonymes et des variétés par localité nous avons établi 158 fiches rassemblant les données connues.

Parmi celles-ci il se trouve des roches qui n'ont pas encore été exploitées, ou qui n'ont pas de distribution à l'échelle internationale : c'est le cas des marbres et travertins en particulier, qui alimentent surtout le marché local.

En France, nous trouvons actuellement environ 34 produits à large diffusion.

Nous nous devons de citer quelques exemples de dérapages de la nomenclature et d'appellations trompeuses :

- les marbres de Cachoeiro de Itapemirim (Espirito Santo) portent des noms variés comme Itaoca rosa, Champagne rosa, Fantasia rosa. Chocolate, Sao Antonio, Green Spotted, Vitoria branco, Branco cintillante, White Snow, Renaissance white, Imperial rosa, qui n'évoquent pas du tout le nom du centre de production de Cachoeiro,

- les migmatites et charnockites de Candeias et lieux voisins (Minas Gerais) s'appellent Gran Violet, Jacaranda, Tropical, Torcicoda, Belo Horizonte, Pororoca, Sanambaia, Oceano, Kinawa, Maritaca, Savonna, Sandra, Bossa Nova, Sao Francisco, etc., selon les carrières et les variétés de couleurs, sans indications de la localité d'origine,

- le nom d'Imperial s'applique à certains marbres de Cachoeiro de Itapemirim (Espirito Santo), aussi bien qu'à des granites de divers Etats : Imperial pearl de Morungaba (Sao Paulo), Imperial vermelho de Indaiatuba et de Bragança (Sao Paulo) ou d'Ibirima (Santa Catarina), localité qui produit aussi un Imperial yellow. Il est également attribué à l'anorthosite brune de Bom Jardim (Pernambuco).

- le Royal red de Pinhero Machado est un granite, tandis que le Royal red de Bagé est un calcaire dolomitique, les deux localités se trouvant dans le même Etat de Rio Grande do Sul.

- le nom de Brasil (Brazil en anglais) est attribué à des marbres et granites divers, provenant d'au moins six localités très différentes,

- le Silver grey granite peut provenir de Capoeiras (Pernambuco), c'est alors une tonalité, ou de Guapo (Goias) où il s'agit d'un gneiss.

D'autres dénominations commerciales sont trompeuses sur le plan géologique ou topographique :

- le Brasilia grey granite est en fait un schiste quartzitique,

- le Macauba blue granite est un quartzite à dumortiérite (silicate bleu d'alumine et de bore),

- le Juazeiro beige marble est un travertin quaternaire,

- le Red Verona est un granite d'Itobi (Sao Paulo), bien lointain du Rosso Ammonitico de Vérone (calcaire rouge à Ammonites)

- le Verde Amazonas ne provient pas du bassin de l'Amazone, mais d'Ijaci dans le Minas Gerais,

- le nom de Juparana a fait l'objet d'usages immodérés : le type de ce granite jaune altéré se trouve près de Rio, où l'urbanisation menace sa production, mais les brésiliens produisent d'autres "Juparanas" à Nova Venecia et à Serra près de Vitoria (Espirito Santo) entre autres, et l'on parle aussi de "Juparanas" africains et indiens !

On comprendra donc l'intérêt d'une nomenclature plus stricte. Le Brésil a déjà édité un catalogue de ses roches ornementales (Carvalho (1977), qui a été complété par la nomenclature de l'Unitar (1988). Le catalogue mondial de Müller (1989) est encore incomplet, et celui de Pietre Naturali très décevant.

Cependant il faut reconnaître que tout recensement des roches brésiliennes ne présente qu'un intérêt momentané, car de nouvelles roches sont sans arrêt mises sur le marché, particulièrement dans le domaine des migmatites, très en vogue depuis les années 80, tandis que d'autres disparaissent.

4 - Résumé de la géologie du Brésil


Fig. 1 - Schéma structural du Brésil

Le Brésil est formé dans sa majeure partie par un vaste bouclier précambrien, qui affleure largement en dehors des bassins paléozoïques. Ce bouclier était réuni au bouclier africain, jusqu'à ce que s'ouvre l'Atlantique Sud au cours du Crétacé supérieur, il y a environ 100 millions d'années (100 Ma) : l'Amérique du Sud et l'Afrique faisaient auparavant partie, avec le continent antarctique, l'Inde et l'Australie, de l'immense Continent de Gondwana. Aussi l'évolution géologique au cours du Précambrien est-elle très similaire dans tous ces continents, et il n'est pas surprenant que les roches ornementales (d'âge essentiellement précambrien qu'on y rencontre) présentent des analogies.

La géologie du Précambrien a longtemps été rendue difficile par l'absence de fossiles et de repères chronologiques, jusqu'à ce que soient développées les méthodes de datation par les radio-isotopes, depuis une vingtaine d'années principalement. Le Brésil est relativement assez avancé dans ce domaine, les datations absolues sont déjà nombreuses et permettent d'esquisser, au moins de manière provisoire, les grandes étapes de la chronologie.

On distingue dans le Précambrien une Ere Archéenne, englobant tous les terrains vieux de plus de 2600 Ma (millions d'années), et une Ere Protérozoïque, entre 2600 et 570 Ma.

Les terrains archéens comportent des roches de haut degré de métamorphisme comme les amphibolites et les granulites, mais aussi des complexes de roches vertes (peut-être témoins d'anciennes ouvertures océaniques), des quartzites et des marbres (anciens sédiments sans doute marins). La fin de cette ère est marquée par une orogenèse (plissements et formation de montagnes), accompagnée de métamorphisme et d'intrusions granitiques : elle est appelée phase de Jéquié, du nom d'un massif de granulites situé au SW de Salvador de Bahia.

Pendant le Protérozoïque inférieur (2600 à 2000 Ma), encore mal connu parce que ces terrains ont été métamorphisés et intrudés par les orogenèses ultérieures, se déposent des complexes volcaniques et sédimentaires. La fin de ce cycle est marqué par l'orogenèse dite transamazonienne, accompagnée de plissements à vergence WNW et de la formation possible de nappes.

Le Protérozoïque moyen (1900 à 1100 Ma) comporte des sédiments et des roches ultrabasiques, qui sont affectés en fin de cycle par l'orogenèse rondonnienne, qui se manifeste en particulier dans la Serra de Espinhaço.

Le Protérozoïque supérieur (1100 à 570 Ma) est mieux connu, car sur certains massifs anciens consolidés par les orogenèses antérieures, tel le craton de Sao Francisco, se sont déposés des sédiments restés peu déformés et métamorphisés, tel le groupe Bambui : on y rencontre des séries détritiques (schistes et quartzites) et des carbonates (calcaires et dolomies) de vaste extension, comportant des stromatolites (formés par des algues, les plus anciens restes connus d'organismes vivants). Par contre, entre ces cratons anciens se trouvaient des mers plus profondes, avec un remplissage sédimentaire qui a été fortement déformé, métamorphisé et intrudé pendant la phase de la fin du Cambrien, dite brésilienne, qui correspond exactement à l'orogenèse panafricaine du continent africain. Ces zones mobiles de la phase brésilienne ont formé des chaînes montagneuses plissées, qui subsistent en partie, comme la chaîne de Brasilia, la Serra do Mar et la Serra da Mantequeira. Après d'intenses granitisations, les chaînes ont été découpées par d'importantes failles à déplacement horizontal, les décrochements de Pernambuco, Patos et de Sao Paulo étant les plus évidents.

Pendant le Paléozoïque (Ere Primaire) la mer recouvre en partie le bouclier brésilien, laissant émergés seulement le craton de Sao Francisco, le bouclier Central et le bouclier de Guyane (ces deux derniers représentant les zones d'affleurement du craton d'Amazonie). La transgression marine commence au Silurien, atteint son apogée au Dévonien inférieur, puis la mer régresse laissant des dépôts de sel dans le centre des bassins. Les principaux bassins paléozoïques, dans lesquels plusieurs milliers de mètres de sédiments détritiques (sans intérêt ornemental) sont accumulés, sont ceux de l'Amazone, du Maranhao et du Parana.

Le continent brésilien reste émergé pendant tout le Trias et le Jurassique, la fin de cette époque étant marquée par un volcanisme continental généralisé, avec des intrusions filoniennes dans les bassins de l'Amazone et du Maranhao, et de vastes coulées de basaltes et andésites dans le Parana.

Après cette phase volcanique, le continent africano-brésilien commence à se fragmenter au Crétacé inférieur, ce qui se traduit par la formation de grabens à remplissage continental.

La mer pénètre au Crétacé moyen dans les grabens au SE et au NE du Brésil ; les deux continents se séparent au cours du Crétacé supérieur, et s'éloignent surtout à partir du Campanien (84 Ma). L'Atlantique Sud s'élargit progressivement, la séparation se poursuivant encore actuellement au rythme de deux centimètres par an.

5 - Les roches ornementales

A - Etats du Nord-Est

Les états de Piaui, Ceara, Rio Grande do Morte, Paraiba et Pernambuco comportent un peu d'Archéen sur la côte Nord, mais surtout des terrains fortement métamorphisés pendant l'orogenèse brésilienne. Cette période a été accompagnée ou immédiatement suivie par de nombreuses intrusions, d'où résulte un grand nombre de gisements de migmatites et de granitoïdes, qui sont exploitées actuellement surtout dans le Pernambuco.

Fig. 2 - Schéma géologique du NE du Brésil

Fig. 3 - Localisation des carrières du NE du Brésil

Le Ceara produit quelques granites rouges ou blancs à Alcantaras et des roses à Irauçuba. Des granites jaunes existent à Meruoca et Lograduro, des granites leucocrates roses clair à Quixada et Tamboril, des migmatites rouges à Umari, des monzo-granites roses ou gris à Taperuaba et Umari.

Le Rio Grande do Norte possède des gisements encore inexploités de granites gris à roses.

Dans le Paraiba, de nombreuses possibilités ont été reconnues, parmi lesquelles :

- les granites roses d'Arara, les bleutés d'Imaculada, les jaunes de Taperoa et de Catole do Rocha,

- la tonalite grise de Pedra Branca,

- des syénites de couleurs variées, blanche de Pocinhos, blanc-rose de Tacima, rose à jaune de Picui, jaune de Monteiro, brun sombre de Campo Grande.

L'état de Pernambuco a de très larges possibilités et une production déjà établie :

- granites : roses de Sao José de Belmonte (Belmonte pink) et de Brejo de Madre de Dios, rose saumon d'Aguas Belas, rouges de Venturosa (Pernambuco coral) et de Pedra (Ipanema red), jaune crème de Canhotinho (non exploité),

- tonalites : blanc-gris de Capoeiras, rose-orange de Bom Conselho (non exploitée),

- grano-diorites : grise de Belo Jardim, gris sombre de Floresta, jaune crème de Panelas,

- monzonite gris-rose de Salgueiro,

- syénite lilas de Toritama et vert sombre de Joao Alfredo (non exploitée).

Les productions les plus connues de Pernambuco sont en fait :

- l'anorthosite brune de Bom Jardim (Imperial brown), à gros cristaux d'anorthite (feldspath calcique) de 2 cm,

- les migmatites à couches contournées de couleur rose, orangée ou rouge, séparées par des lits de minéraux ferromagnésiens sombres, qui sont produites à Pedra (Samba), Sertania (Carnival red), Mirandiba, etc.

Des marbres gris se trouvent près de Pio IX (Etat de Piaui), en couches intercalées dans les séries métamorphiques du Protérozoïque inférieur : leur production est handicapée par la distance à la côte (plus de 400 km), et la présence de nombreux défauts comme la pyrite et des fractures.

D'autres gisements de marbres se trouvent dans une bande E-W suivant le décrochement de Patos. Il s'agit de marbres du Protérozoïque inférieur, contenant des silicates de métamorphisme : dans le Paraiba se trouvent les marbres de Sao Mamede (jaunes, à gros grain, à diopside, épidote et talc), Pedra Lavrada (gris, à trémolite, phlogopite, diopside) et à Salgado de Sao Félix (gris, à épidote, talc et chlorite). Dans le Pernambuco la même zone comprend les marbres de Flores, également gris.

A Sao Tome, dans le Rio Grande do Norte, se trouve le seul gisement d'onyx calcaire du Brésil (rappelons que ce que l'on a longtemps appelé Onyx du Brésil provenait en réalité d'Argentine) : il s'agit d'un onyx aragonitique, de couleur blanche, grise ou jaune, dénommé Gold Onyx, Onyx Ouro, Grey Canoé, etc., ses conditions de gisement ne sont pas connues.

B - Etat de Bahia

Une grande partie de l'état de Bahia correspond au craton de Sao Francisco, consolidé en grande partie dès la fin de l'Archéen. Par dessus se trouvent quelques restes de Protérozoïque inférieur, qui ont été intrudés lors de la phase transamazonienne par de petits massifs de granites et de syénites, par exemple près d'Itabuna dans le SE. Le Protérozoïque moyen se rencontre seulement dans le plateau de la Chapada Diamantina à l'W.

Du Protérozoïque supérieur, qui a largement recouvert le craton de dépôts de plateforme, subsistent de vastes affleurements peu tectonisés dans le N entre Tanquinho et Juazeiro, et quelques autres dans le SE. Le craton n'a pas été affecté par les mouvements brésiliens, on n'y observe ni plissements ni intrusions, il est resté à peu près stable jusqu'à l'époque actuelle.

Les migmatites archéennes sont exploitées depuis peu dans la région de Rui Barbosa et Macajuba au NW de Salvador, elles ont des couleurs jaunes, roses ou rouges (Tango, Dalva, etc.) ; le Brasilian Multicolor de Joao Amaro est une granulite à grenats, dont les feldspaths sont altérés en jaune.

Dans la localité de Tanquinho, 120 km au NW de Salvador (à ne pas confondre avec la ville de Tanquinho, 300 km à l'W-NW de Salvador) sont extraits des gneiss oeillés rouges archéens (Bahia red), ainsi qu'une intrusion de granites transamazoniens (Tanquinho red).

A la même phase transamazonienne (2000 Ma) appartient le complexe syénitique d'Itabuna, dans le SE ; il est célèbre dans le monde entier par les exploitations de Bleu de Bahia (Bahia azul). Les carrières se trouvent à Itaju de Colonia (fazenda Hiassu) et dans quelques localités voisines. Il s'agit de syénites à sodalite, un feldspathoïde bleu assez rare, riche en sodium et sulfate. Les intrusions syénitiques de cette région sont nombreuses et d'assez grande taille, mais toutes ne contiennent pas de sodalite : le plus souvent il s'agit de feldspathoïdes plus ordinaires comme la néphéline ; la production de blocs semble obérée par une intense fracturation.

Une autre roche bleue remarquable, le Macaubas azul, est produite dans l'état de Bahia : ce n'est ni un marbre, comme le laissent penser certaines dénominations commerciales (Marmol azul), pas plus qu'un granite (Macaubas granito), mais un quartzite à filonets bleus de dumortiérite, silicate assez rare d'alumine et de bore. La couche, épaisse de 30 m et longue de 30 km, est intercalée dans les quartzites du groupe Espinhaço (Protérozoïque moyen), sur la Serra de Vereda à l'W de Macaubas et Boquira. Ici aussi la production est rendue difficile par la fracturation.

La série du Protérozoïque supérieur contient des marbres en deux localités :

- dans le N, entre Patamuté et Coraça, ce sont des marbres roses à grain fin-moyen, pouvant contenir un peu de mica blanc et de quartz (Brasil rosa, Bahia rosa),

- dans le S, à l'W de Belmonte et non loin des syénites bleues, sont produits les marbres calcaires roses d'Itapebi (Brasil pink aussi) et des marbres dolomitiques à ciment quartzeux (Bahia arabescato).

Une autre roche à nom trompeur, le marbre beige de Bahia ou marbre d'Itamarati, provient de la région située entre Juazeiro et Morro de Chapeu : il s'agit en fait d'un travertin quaternaire (formation Caatinga), contenant des fossiles de Gastéropodes, Lamellibranches et Algues. Malgré son éloignement, ce travertin est largement utilisé dans le pays car c'est la seule roche calcaire beige du Brésil. Il s'est apparemment formé au débouché des réseaux karstiques traversant les calcaires à Stromatolites de la formation Salitre (Protérozoïque supérieur), formant un revêtement tabulaire épais de 200 à 400 m sur le craton.

C - Etats du Sud-Est

Avec les états de Minas Gérais, Sao Paulo, Rio de Janeiro et Espirito Santo nous abordons les principales zones productrices de granits et de marbres, ces derniers étant peu exportés.

Fig. 4 - Schéma géologique du Sud du Brésil

Fig. 5 - Localisation des carrières du Sud du Brésil

Dans le NW, le bassin supérieur du Rio Sao Francisco est une large cuvette à remplissage de Protérozoïque supérieur peu déformé, reposant sans doute sur un socle archéen. De part et d'autre se trouvent des chaînes d'alignement N-S, formées de Protérozoïque moyen, et déformées par les orogenèses rondonienne et brésilienne, avec des chevauchements en direction du Rio Sao Francisco :

- à l'E, la Serra de Espinhaço chevauche vers l'W,

- à l'W, la chaîne de Brasilia chevauche vers l'E.

Allant vers la côte nous observons que ce système est recoupé presque transversalement par de grandes failles SW-NE, qui suivent la direction de la chaîne brésilienne, formée à la fin du Protérozoïque : l'histoire de cette orogenèse brésilienne est encore mal déchiffrée à cause du métamorphisme, mais on peut en donner les grandes lignes. La chaîne se place entre deux cratons archéens, au NW le craton de Sao Francisco, au SE le Bloc Côtier.

Après le dépôt du Protérozoïque supérieur, la chaîne est plissée et métamorphisée (les calcaires du Protérozoïque supérieur se transforment en marbres), formant un arc entourant le craton de Sao Francisco, avec des plis déversés et chevauchés vers ce dernier.

Le plissement est suivi de la formation de grandes failles SW-NE à rejet horizontal, jouant dans l'ensemble selon un mouvement dextre. Certains granites se mettent en place pendant le plissement (granites syntectoniques), d'autres pénètrent la série après le plissement (granites post- tectoniques).

Beaucoup plus tard, au cours du Crétacé, l'ensemble sera injecté par des intrusions alcalines, selon des directions tout à fait différentes.

Examinons maintenant, selon l'ordre chronologique et pétrographique, la production des états du Sud-Est.

a - Archéen

L'Archéen du craton de Sao Francisco produit des granites rouges à biotite près de Caldas, à Sao Joao da Boa Vista (Paulista vine) et à Itobi (Verona red), et un gris rose à Moeda (Ouro fino).

La région de Candeias près de Campo Belo est connue pour sa grande variété de migmatites et de charnockites foliées, dont les couleurs vont du rose au rouge et au vert. Leurs dénominations commerciales présentent une particulière complexité (vert Amazonas d'Ijaci, vert de Candeias, rouge de Candeias, Vert tropical, Gran Violet, Kinawa de Claudio, Lilla Gerais d'Itapecerica, etc. L'étude géologique de détail ne semble pas avoir été faite à notre connaissance.

L'Archéen du même bloc renferme quelques synclinaux étroits de Protérozoïque inférieur (groupe Minas), dessinant sur la carte une forme contournée dans la région de Belo Horizonte, le Quadrilatero Ferrifero : ce groupe Minas contient, outre les gisements de fer (sous forme d'itabirite, c'est à dire de couches alternées de quartzite et d'hématite rouge), quelques lentilles de dolomies exploitées sous le nom de marbre Aurora (perle, argenté, rouge), et les quartzites micacés de Mariana à taches brun-orangé, appelés Cristal Brasil.

Dans la chaîne brésilienne on trouve dans l'état d'Espirito Santo des granites jaunes (Savana yellow) ou gris clair (Santa Rosa grey), et surtout le granite jaune de Nova Venesia (Veneziano giallo, ou Juparana baroco), dont la biotite s'est transformée en limonite jaune sous l'effet de l'altération.

Des granitoïdes verts de type charnockite (contenant de l'hypersthène) sont présents dans plusieurs massifs allongés selon la direction de la chaîne : c'est le cas du granite vert de Sao Joao dos Campos (Sao Francisco Xavier green), du Labrador green de Mutum Preto, de l'Esmeralda verde de Castelo, de la diorite noire à hypersthène de Cachoeiro (Itaoca preto), et de la norite vert-noir de Colatina (St Gabriel black).

Le Viola ametista d'Araponga est un gneiss à gros grenats rouges (kinzigite) résultant d'un métamorphisme de haut grade, tout comme le quartzite à grenats de Venda Nova (à noter que les conditions de métamorphisme ont encore été peu étudiées au Brésil).

L'Archéen du bloc côtier renferme le granite vert charnockitique d'Ubatuba, et la migmatite zonée verte et orange de Santa Maria Madalena dos Campos (Juparana coral). Les autres productions de la région de Rio résultent d'intrusions ultérieures, que nous examinerons plus loin.

b - Protérozoïque supérieur

Qu'il repose sur les blocs stables ou soit replissé dans la chaîne brésilienne, le Protérozoïque supérieur se caractérise par des intercalations de calcaires et de dolomies. Sur le bloc de Belo Horizonte la région de Sete Lagoas contient d'importants gisements de marbres calcaires à grain fin, avec pyrite, de couleur s'étendant du gris crème (Marfim) au vert (Esperança verde), au rouge (Esperança vermelho) ou au noir (Preto florido de Leme).

Un marbre noir similaire à ce dernier, mais sans fractures à remplissage de calcite blanche, se trouve à Lavras (Brasil preto) dans un petit affleurement de Protérozoïque supérieur reposant sur l'Archéen. Dans l'W du bassin un marbre à bandes vertes se rencontre près de Campos Altos (Jaspe verde).

La chaîne brésilienne comporte deux synclinaux principaux de Protérozoïque supérieur :

- le premier inclue le marbre calcitique blanc de Mar de Espanha, qui n'est pas exploité,

- le second comprend de nombreux gisements de Cantagalo à Italva (Etat de Rio), avec des marbres calcitiques blancs à gros grain, contenant quelques silicates de métamorphisme (wollastonite, idocrase). Les affleurements se retrouvent dans l'Espirito Santo autour de Cachoeiro de Itapemirim, important centre marbrier qui produit des marbres dolomitiques blancs à gros grain (Vitoria branco, Espirito Santo branco, White snow, etc.), aussi bien que des marbres calcitiques colorés en rose ou en brun (Itaoca rosa, Imperial rosa, Chocolate, Green spotted), ou même en bleu (Azul cielo), ainsi que quelques marbres blancs (Sao Antonio). Les silicates de métamorphisme signalés dans ces marbres sont les micas, la chlorite, la wollastonite, les grenats, l'idocrase, etc.

c - Les intrusions brésiliennes

Les plutons granitiques exploités (post-tectoniques pour la plupart) se trouvent dans l'état de Sao Paulo, et produisent des granites à biotite :

- massif de Très Corregos (4500 km2), surtout développé dans l'état de Parana, il produit dans l'état de Sao Paulo le granite rouge de Capao Bonito,

- massif de Sorocaba (212 km2), granites gris, bruns ou roses plus ou moins séricitisés,

- massif d'Itu (390 km2), granites roses d'Itaici (ou Salto, ou Monte Belo), granites rouges d'Itu, brun-rouge d'Indaiatuba (Brasil red, Imperial red),

- massif de Morungaba (330 km2), granites jaunes, roses ou bruns d'Ipe, rose foncé de Morungaba, jaune d'Itatuba (Paulista golden),

- massif syntectonique de Socorro, granite gris de Bragança, rouge porphyrique de Bragança (Imperial red), brun d'Atibaia. Cette dernière localité produit aussi un granito-gneiss rouge (Salmon).

- au S et à l'E de Sao Paulo existent plusieurs petites intrusions fournissant le rose de Cubatao (Santos rosa), les gris de Maua et Suzano, le rouge de Biritiba Mirim.

Au SE du massif de Socorro se trouvent près de Piracaia des intrusions d'essexites presque noires (monzonites à néphéline), appelées Bragança preto et Piracaia preto.

Dans le bloc côtier, l'état de Sao Paulo produit à Cananeia un granite gris bleu à riebeckite (amphibole sodique bleu foncé), et un granite rosé, avec comme défauts des veines de quartz et des fractures.

Les principales productions proviennent des environs de Rio (Alto de Tijuca, Jacarepagua, Cascadura, Bangu, Campo Grande, Majé). Il s'agit d'intrusions dans la série archéenne, contenant souvent de la biotite:

- granites jaune clair de Juparana, Bangu, Sorimà,

- granité gris clair de Majé (Andorinha cinza), et gris de Nova Friburgo,

- diorite quartzique vert sombre à noire de Tijuca,

- monzonite quartzique gris noir de Campo Grande (Grafite cinza).

Plusieurs de ces carrières ont de sérieux problèmes liés à l'urbanisation galopante autour de la ville.

d - Intrusions alcalines crétacées

Bien longtemps après l'orogenèse brésilienne, au moment où s'ouvre l'Atlantique Sud, des syénites néphéliniques ont pénétré les séries précambriennes : la plupart des massifs productifs se trouvent alignés selon une direction E-W recoupant en oblique les directions brésiliennes. Ces intrusions ont quelques similarités avec les pipes de kimberlite diamantifère d'Afrique du Sud.

La plus importante se trouve dans l'Ouest à Poços de Caldas, il s'agit d'un complexe annulaire d'une trentaine de kilomètres de diamètre. La périphérie est formés par un dyke annulaire de syénite néphélinique, à parois verticales ; le centre est rempli de tufs, brèches et laves néphéliniques, mais aussi d'anciens sédiments. On pense qu'un panneau circulaire de socle archéen a été découpé par l'intrusion d'une poche de magma : le dyke s'est injecté dans la fracture, puis le panneau s'est effondré en formant une caldeira, tandis que s'épanchaient les laves et les tufs volcaniques. Une anorthosite brune à gros cristaux prismatiques d'anorthite (feldspath calcique) est extraite à Caldas, sous le nom de Cappucino ou Labrador café.

Plus à l'E, la double intrusion de Passa Quatro forme d'impressionnantes aiguilles noires culminant à 2787 m : on y produit une syénite néphélinique gris bleu sous le nom de Paulista blue.

Dans la banlieue W de Rio l'intrusion alcaline de Gericino est aussi une syénite néphélinique gris bleu, contenant en outre de la sodalite : elle est connue sous des noms variés, comme granito da Guanabara, granito Carijo, As de Paus, Ace of Clubs.

D - Etats du Sud

Les affleurements précambriens du Parana peuvent se subdiviser comme suit :

- chaîne brésilienne au NW, contenant du Protérozoïque supérieur intrudé par d'abondants granites syntectoniques. Le Protérozoïque supérieur contient une brèche calcaire rose et blanche, appelée Parana brecha, ou Alfa rosa. A Bocaiuva, une petite intrusion crétacée de 23 km2 fournit une syénite verte (Tunas verde),

- Archéen du bloc côtier au SE. A Piraquara une intrusion brésilienne donne un granite jaune à taches noires et rouges (biotite et hématite) appelé Mel Parana.

Mais le Parana est surtout un important centre de production de marbres blancs ou roses, provenant du Protérozoïque supérieur à la limite entre la chaîne et le bloc côtier. Les carrières se trouvent à Bocaiuva do Sul et Rio Branco do Sul. Ce marbre, probablement dolomitique au vu de sa densité (2,82), a comme particularité de contenir une forte proportion de grains de quartz (jusqu'à 40 %), et des filonets de quartz.

Plus au Sud, la région côtière de l'état de Santa Catarina comporte des affleurements archéens de largeur limitée, traversés par un fossé SW-NE ou graben de Camboriu, à remplissage de Protérozoïque supérieur et de Cambrien.

L'Archéen au NW du fossé, ou craton de Luis Alves, prolonge le Bloc Côtier de Sao Paulo-Rio, il a des possibilités en roches basiques comme la syénite verte de Jaragua ou le gabbro (?) noir de Benedito.

Dans le fossé, le granite rouge d'Ibirima (massif de la Subida) est intrusif dans le Cambrien détritique : il s'agit d'un granite particulièrement riche en feldspaths potassiques et en quartz, de type alaskite.

Le Protérozoïque supérieur comporte des marbres, comme à l'habitude, en deux niveaux séparés par des quartzites. Le gisement de Camboriu correspond a une lentille de marbres incluse dans des granites brésiliens : le métamorphisme de contact a causé la formation de minéraux comme le phlogopite, la forstérite, la chondrodite, d'où résultent des couleurs variées, beige clair à veines sombres (Aurora veiado), ou multicolore (Fantasia).

Le socle archéen au SE du fossé de Camboriu contient un granite gris d'âge brésilien à Itaguaçu, il se prolonge vers le SW par le craton de Porto Alegre.

L'état de Rio Grande do Sul montre de plus larges affleurements précambriens, avec un socle archéen traversé par un réseau de failles SW-NE, prolongation vraisemblable du graben de Camboriu. Dans la zone de fracture, la carte mentionne une intrusion d'anorthosite, attribuée à l'Archéen ; elle parait voisine des lieux d'exploitation du célèbre granite Gaucho (rouge, brun ou violet), importé depuis une vingtaine d'années en Europe. Selon Carvalho (1977) et Müller (1989) il s'agit d'une syénite gneissique très riche en feldspaths potassiques rouges (70 %), tandis que l'Unitar (1988) est une alaskite.

L'Archéen du craton de Porto Alegre est exploité à Pinhero Machado (granite Royal red), à Tapes (granite jaune Gold Gaucho), et surtout à Viamao où le granite rose est de type alaskite, constitué presque entièrement de feldspaths et de quartz ; il porte des noms variés comme Colorado vermelho, Colorado Gaucho, Viamao rosso... Ces gisements de granitoïdes se poursuivent en Uruguay.

E - Etats du centre

Très éloignés de la mer, ces Etats n'ont pas encore de production importante. Dans le Sud de l'Etat de Goias, à l'Ouest de Brasilia, un centre de production de granite se trouve aux environs de Juçara : ce sont des granites archéens roses ou gris, celui de Fazenda Nova étant de type rapakivi. La capitale Goiania et des localités à l'Ouest fournissent des roches grises (granodiorite, gneiss, schistes quartzitiques) provenant de l'Archéen ou du Protérozoïque moyen.

Des granites roses sont mentionnés dans le Mato Grosso à Aguas Quentes, Cuiaiba et Jacobina.

Enfin dans le Mato Grosso do Sul, aux confins de la Bolivie et du Paraguay, autour des immenses marécages du Pantanal, des granites roses sont signalés à Porto Murtinho et Coxim. La Serra da Bodoquena, qui émerge au S du Pantanal, contient des marbres dolomitiques silicifiés et fracturés à Bonito et Corumba : ces marbres se situent, comme à l'habitude, dans le Protérozoïque supérieur.

6 - Etude de lames minces

Treize roches magmatiques commercialisées actuellement en France ont été étudiées sur lames minces par l'un de nous (B.B.). En plus de l'étude pétrographique classique, visant à la détermination des minéraux constituants et à la classification de la roche selon la nomenclature de l'Union Internationale des Sciences Géologiques (1974), nous nous sommes proposés de quantifier l'état d'altération en nous basant sur l'échelle proposée par Ordaz et Esber (1977), reprise par Castaingi et al. (1977) : on définit un indice d'altération a (croissant de a1 à a4) et un indice de microfissuration f (croissant de f1 à f4).


Fig. 6 - Exemples de lames minces montrant des altérations. Qz = quartz, Mc = microcline, FK = feldspath alcalin, PL = plagioclase, OP = orthopyroxène,  Am = amphibole, Bi = biotite, CL = chlorite, Ca = calcite, Ap = apatite, Op = opaques. Barre d'échelle = 0,2 mm



Fig. 7 - suite

A - Granites

Le JAUNE VENITIEN (Veneziano giallo) de Nova Venecia dans l'Etat d'Espirito Santo est une roche grenue porphyrique : les cristaux de quartz xénomorphe et de feldspath alcalin perthitique peuvent atteindre 1 cm et sont fissurés (f2-3). Le plagioclase n'est pas rare. Les ferromagnésiens sont représentés par de l'amphibole brun-vert à vert légèrement bleutée, et de la biotite brune. Les minéraux accessoires tels que l'allanite et le sphène sont abondants, on trouve aussi de la muscovite, de l'apatite, du zircon, des myrmékites et de la magnétite. Il s'agit donc d'un granite à amphibole et biotite. Mise à part la fissuration, et la coloration jaune due à la limonite, les minéraux sont peu altérés.

Le VERT SAO FRANCISCO provient vraisemblablement de Sao Francisco de Paula dans le Minas Gerais. Roche grenue porphyrique, elle contient du quartz xénomorphe abondant et fissuré (f2-3), des phénocristaux de feldspath alcalin microperthitique, pouvant atteindre 1 cm : ils sont légèrement oxydés (a0-l), nettement fracturés (f2-3), et contiennent des inclusions de quartz, de plagioclases et de myrmékites. Le plagioclase (oligoclase) antiperthique est fissuré (f0-l).

Les ferromagnésiens constituent 15 à 20 % de la roche : amphibole brune (hornblende), orthopyroxène (hypersthène) fissuré (f2-3) et serpentinisé (a2-3, avec formation de biotite et d'antigorite), et enfin biotite chloritisée.

Comme minéraux accessoires on rencontre l'allanite, le sphène, le zircon et la magnétite en sections carrées et en plages interstitielles.

La présence d'orthopyroxène permet d'attribuer cette roche au groupe des charnockites, comme les deux suivantes, dont la texture est analogue mais qui en diffèrent par la teneur en ferromagnésiens et le degré d'altération.

Le VERT MARITACA de la région de Candeias dans le Minas Gerais comprend 12 à 15 % de ferromagnésiens, l'amphibole et l'allanite sont absentes. Le degré de détérioration des différentes phases est le suivant : quartz (f0-l), feldspath alcalin et plagioclase (fl-2), orthopyroxène (f3-4, a3-4), biotite brune (a0).

Le VERT UBATUBA (Sao Paulo) est aussi une charnockite, mais avec une teneur en ferromagnésiens encore plus faible (5 à 8 %). Sa paragenèse est semblable à celle du Sao Francisco, avec en outre du clinopyroxène fissuré (f0-2) qui montre deux types d'altération : "hornblende-opaques" et "chlorite-calcite-épidote".

Le degré de détérioration des autres phases est le suivant : quartz (f0-1), feldspath alcalin (f3-4, a0-l), plagioclase (f0-l), orthopyroxène (f3-4), a0-l), biotite (f0-l, a3-4).

B - Syénites

Le BLEU de BAHIA est une roche grenue à structure foyaïtique typique : les feldspaths alcalins (albite, orthose et microcline) sont cristallisés en grandes lattes, pouvant atteindre 7,5 mm, ils forment 2/3 du volume de la roche. Les interstices sont remplis de grandes plages de sodalite. Les minéraux accessoires sont représentés par le zircon, le sphène, la cancrinite, et la biotite verte (en microcristaux, parfois en traînées). Cette roche est une syénite riche en sodalite, sous-saturée en silice.

C - Roches métamorphiques

L’AMETHISTE est une roche granoblastique, localement orientée. Le quartz xénomorphe, le feldspath alcalin (orthose perthitique) et le plagioclase sont légèrement fissurés (f0-fl), des myrmékites sont présentes. On note comme ferromagnésiens de la biotite brune à brun-rouge sombre. Parmi les minéraux accessoires on trouve du grenat (rose clair, xénomorphe), du spinelle (un cristal inclus dans un grenat), de la cordiérite, de la sillimanite (en baguettes brisées), du zircon et des minéraux opaques. L'altération est négligeable à nulle.

Il s'agit d'une roche métamorphique de haut grade (catazone, température 650 à 700°C), du type gneiss kinzigitique.

Le FUNIL de Consolaçao (Minas Gérais) et le ROSE SAUMON ou SALMON d'Atibaia (Sao Paulo) sont des roches grenues orientées, déterminées comme des migmatites tectonisées : les contraintes tectoniques se traduisent par l'extinction onduleuse et la fissuration des phénocristaux de quartz xénomorphes (f2-f3) : le quartz se trouve également en microcristaux. Les feldspaths alcalins sont représentés par l'orthose (perthitique, avec macles de Carlsbad) et le microcline (albite-péricline) ; ils sont fissurés (f1) et légèrement oxydés (a0-a4). Les myrmékites et les antiperthites (fines taches d'orthose dans le plagioclase) ne sont pas rares.

Les ferromagnésiens sont figurés par des lits de biotite verte, non altérée dans le Funil (a0), mais chloritisée dans le Rose Saumon (a2-a3).

Parmi les minéraux accessoires on rencontre la muscovite, la magnétite (en sections carrées), le sphène (losangique ou tabulaire). Un cristal de grenat a été observé dans le Rose Saumon. Des fissures de plus de 2,5 cm sont cimentées par de la calcite.

Le KINAWA et le GRAN  VIOLETO de la région de Candeias (Minas Gerais) ainsi que le JACARANDA d'Extrema (Minas Gerais), se présentent tous trois en lames minces comme des granits à biotite. Cependant un simple examen des tranches montre un net veinage, il s’agit de migmatites, résultant d’intrusions granitiques dans une roche métamorphique presque refondue

Le quartz xénomorphe est abondant, il est fissuré (f0-l, jusqu'à f2 dans le Gran Violet). Le feldspath alcalin est du microcline, microperthitique et fissuré (f1-2), il est parfois kaolinisé (a2-3 pour le Gran Violet), avec formation de paillettes ultramicroscopiques d'argiles conférant aux sections un aspect nébuleux, trouble et laiteux.

Le plagioclase (albite-oligoclase) est également fissuré (f0-l), très souvent damouritisé (a1-3). Un plagioclase plus basique est altéré en épidote-calcite-quartz-chlorite, et souvent moulé par de l'albite secondaire.

Les ferromagnésiens sont représentés par de la biotite souvent chloritisée. Les minéraux accessoires sont : l'apatite, le zircon, l'allanite, les myrmékites, les oxydes de fer noirs à rougeâtres, la calcite cristallisant dans les espaces intercristallins.

Il est certain que les roches montrant de nombreuses microfissures sur lames minces risquent de ne pas avoir de résistance mécanique importante, notamment en ce qui concerne la résistance aux attaches. De plus ces microfissures présentent une voie de pénétration aux infiltrations d'eau pouvant accélérer l'altération.

D'autre part le degré d'altération des minéraux s'évalue bien au microscope : la chlorite représente un produit d'altération des ferromagnésiens, elle a une très faible dureté et est attaquée par les acides. L'hypersthène des charnockites est parfois serpentinisé (Sao Francisco). La kaolinisation des feldspaths alcalins (Gran Violet) marque le début de la dégradation en minéraux argileux. La calcite est dans les roches magmatiques un signe clair d'altération des plagioclases.

Il reste à étudier les relations entre ces observations faites au microscope, les mesures physiques (encore peu nombreuses pour les roches brésiliennes), les conditions pratiques de mise en oeuvre (revêtements de façades en particulier), et les dégradations constatées par les professionnels.

7 - Conclusions

Grâce à la grande richesse en roches ornementales du Précambrien du bouclier brésilien, et à des entrepreneurs dynamiques, le Brésil est devenu depuis 1974 un exportateur majeur de granits, dont 90 % sous forme de blocs bruts, qui partent en majorité vers l'Italie, le Japon, l'Espagne et les Etats Unis. Les exportations de marbres ont débuté en 1980. La production est de l'ordre du million de tonnes par an, dont 400 000 tonnes sont exportées (soit environ 148 000 m3). Le Brésil est ainsi le sixième producteur mondial, après l'Italie, l'Espagne, les USA la Grèce et la France, mais seulement le huitième exportateur, car 60 % des produits sont consommés sur place. La France n'est qu'un client de second ordre, n'ayant importé que 38658 t en 1988, soit 9,6 % des exportations du Brésil.

La gamme des couleurs est particulièrement large, puisqu' en plus des roses, rouges, bruns, gris et noirs, le Brésil fournit des bleus et des jaunes devenus célèbres. Le pays a particulièrement tiré parti de la vogue des migmatites ou granites rubanés, dont d'autres pays producteurs n'ont pas su profiter.

Les carrières sont réparties tout au long de la côte Sud-Est, avec des concentrations particulières dans le Nordeste (port de Recife) et dans la région de Vitoria et Sao Paulo. Les exploitations sont superficielles, tirant le plus souvent parti de gisements de boules de grande taille, à l'aide de moyens matériels réduits (perforation pneumatique et poudre noire), et d'une main-d'oeuvre abondante et bon marché ; l'équarrissement des blocs se fait encore à la main.

Les ressources sont certainement encore immenses dans la partie exploitée du pays ; leur mise en production dépend étroitement du réseau routier puisque tous les transports se font par camion. On remarquera au passage que le bouclier Centro-Brésilien et le bouclier de Guyane n'ont pas encore été abordés. Le foisonnement de nouvelles variétés ne peut que s'accentuer, et la production s'accroître, sauf crise politique majeure.

L'expérience manque encore pour évaluer la durabilité de certains produits brésiliens placés à extérieur. Nous avons soulevé le problème pour certaines roches grâce à l'étude de quelques lames minces : sur plusieurs roches les feldspaths et les ferromagnésiens apparaissent en voie d'altération. Les granites et migmatites de couleur jaune résultent de la transformation des oxydes de fer en limonite, ce qui n'a rien d'étonnant pour des roches exposées à l'air depuis parfois le début du Cambrien, et actuellement soumises au climat tropical. Il resterait à étendre l'étude au microscope des altérations (surtout pour les roches ayant présenté des problèmes après leur mise en place à l'extérieur), établir des relations avec les caractéristiques physiques, et tenter des essais de vieillissement accéléré pour les roches récemment introduites sur le marché.

            Références

      Documents commerciaux : Mondial Granite, Focgem, SFD.

Carvalho Azambuja J. et al, 1977, Perfil analitico dos marmores e granitos, Dep. Nacional da Produçao Minera, Boletim n° 38.

Carta geologica do Brasil al milionesimo, Folhas Jaguaribe, Natal, Rio Sao Francisco, Aracaju, Recife, Goias, Brasilia, Salvador, Goiania, Belo Horizonte, Rio Doce, Paranaparema, Rio de Janeiro, Curitiba, Porto Alegre.

Le Mausolée n° 612, août 1987.

Müller F., 1989, Internationale Naturstein Kartei, Ebner Verlag, Ulm.

Pietre Naturali (Natural stones), sans date, Publicontainers, Querceta (Lucania)

Schobbenhaus C. et al., 1984, Geologia do Brasil, Dep. Nacional da Produçao Mineral, Brasilia.

Schobbenhaus C. et al., 1984, Mapa geologico do Brasil 1/2500000.

UNITAR, 1988, Stone in Brasil, U.N. Publications.