Chapitre 6 • Les réactions métamorphiques
88
molaire XH 2 O diminue. On conçoit que, lorsque la composition de la phase vapeur
n’est pas connue, l’évaluation des conditions P-T à l’aide de grilles pétrogénétiques
avec
= P L peut engendrer des erreurs qui peuvent être significatives.
6.3.3 Infiltration de la phase vapeur ou système fermé
aux fluides extérieurs
Une phase vapeur est souvent présente dans les roches. Mais deux situations thermodynamiques contrastées peuvent exister :
• Cette phase vapeur est introduite par infiltration dans la roche et sa composition
dépend d’un réservoir extérieur (dont on suppose que la composition ne change
pas) : cette composition reste constante au cours de l’évolution métamorphique
de la roche et n’est pas influencée par les réactions qui interviennent dans celle-ci.
Ceci est illustré par la ligne en tirets de droite sur le diagramme T-XH 2 O de la
figure 6.6 : lorsque T augmente, les réactions sont franchies à une température fixe
et la composition de la phase fluide reste constante. Elles sont univariantes. Le
« système » (la roche) est ouvert à la phase fluide : on dit qu’il est « tamponné »
par un réservoir externe.
• La phase vapeur dans la roche ne communique pas avec un réservoir extérieur : le
« système » est fermé. Au cours de l’évolution métamorphique, la composition de
la phase V est modifiée par les réactions qui interviennent, comme l’indique la ligne
brisée (en tirets) de gauche sur la figure 6.6. Lorsque la température augmente, la
première réaction est atteinte. Celle-ci consomme du CO 2 et libère H 2 O, modifiant
le rapport XH 2 O de la phase vapeur. La réaction se réalise à T et XH 2 O croissant :
elle est divariante. Lorsqu’une des phases solides réactantes est épuisée, la réaction
s’interrompt : la T augmente à XH 2 O constant jusqu’à la prochaine réaction. Le
système est « tamponné » par les réactions (« tampon interne »).
6.4 LE MÉTAMORPHISME EST-IL ISOCHIMIQUE ?
Nous considérons, en première approximation, que le métamorphisme est isochimique,
à l’exception des fluides. Mais dans ce cas, les fluides et, tout particulièrement, l’eau
qui circule n’est, sans aucun doute, pas pure, mais dissout de nombreux éléments !
Quelques observations montrent que le métamorphisme n’est pas strictement isochimique. En voici deux exemples.
6.4.1 Le quartz d’exsudation
Les « schistes des Cévennes » constituent une importante formation schisto-gréseuse
dans le sud-est du Massif central, métamorphisée durant l’orogène paléozoïque
hercynienne. Ceux-ci sont faiblement métamorphisés dans les conditions du début
du faciès Schistes verts et montrent des lentilles de quartz d’exsudation. Ces lentilles
sont globalement disposées dans le plan de schistosité. Mais elles sont parfois plissées
ou bien obliques à la schistosité et la stratification. Ceci prouve que ces lentilles ne
P H 2 O
9782100522682-Nicollet.fm Page 88 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
88
molaire XH 2 O diminue. On conçoit que, lorsque la composition de la phase vapeur
n’est pas connue, l’évaluation des conditions P-T à l’aide de grilles pétrogénétiques
avec
= P L peut engendrer des erreurs qui peuvent être significatives.
6.3.3 Infiltration de la phase vapeur ou système fermé
aux fluides extérieurs
Une phase vapeur est souvent présente dans les roches. Mais deux situations thermodynamiques contrastées peuvent exister :
• Cette phase vapeur est introduite par infiltration dans la roche et sa composition
dépend d’un réservoir extérieur (dont on suppose que la composition ne change
pas) : cette composition reste constante au cours de l’évolution métamorphique
de la roche et n’est pas influencée par les réactions qui interviennent dans celle-ci.
Ceci est illustré par la ligne en tirets de droite sur le diagramme T-XH 2 O de la
figure 6.6 : lorsque T augmente, les réactions sont franchies à une température fixe
et la composition de la phase fluide reste constante. Elles sont univariantes. Le
« système » (la roche) est ouvert à la phase fluide : on dit qu’il est « tamponné »
par un réservoir externe.
• La phase vapeur dans la roche ne communique pas avec un réservoir extérieur : le
« système » est fermé. Au cours de l’évolution métamorphique, la composition de
la phase V est modifiée par les réactions qui interviennent, comme l’indique la ligne
brisée (en tirets) de gauche sur la figure 6.6. Lorsque la température augmente, la
première réaction est atteinte. Celle-ci consomme du CO 2 et libère H 2 O, modifiant
le rapport XH 2 O de la phase vapeur. La réaction se réalise à T et XH 2 O croissant :
elle est divariante. Lorsqu’une des phases solides réactantes est épuisée, la réaction
s’interrompt : la T augmente à XH 2 O constant jusqu’à la prochaine réaction. Le
système est « tamponné » par les réactions (« tampon interne »).
6.4 LE MÉTAMORPHISME EST-IL ISOCHIMIQUE ?
Nous considérons, en première approximation, que le métamorphisme est isochimique,
à l’exception des fluides. Mais dans ce cas, les fluides et, tout particulièrement, l’eau
qui circule n’est, sans aucun doute, pas pure, mais dissout de nombreux éléments !
Quelques observations montrent que le métamorphisme n’est pas strictement isochimique. En voici deux exemples.
6.4.1 Le quartz d’exsudation
Les « schistes des Cévennes » constituent une importante formation schisto-gréseuse
dans le sud-est du Massif central, métamorphisée durant l’orogène paléozoïque
hercynienne. Ceux-ci sont faiblement métamorphisés dans les conditions du début
du faciès Schistes verts et montrent des lentilles de quartz d’exsudation. Ces lentilles
sont globalement disposées dans le plan de schistosité. Mais elles sont parfois plissées
ou bien obliques à la schistosité et la stratification. Ceci prouve que ces lentilles ne
P H 2 O
9782100522682-Nicollet.fm Page 88 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16