Chapitre 8 • Les réactions métamorphiques multivariantes…
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métamorphique, la composition des minéraux peut changer de façon progressive.
Ainsi, nous avons noté un changement relativement rapide de la composition des
minéraux des métabasites à la transition entre les faciès des Schistes verts et Amphibolite : c’est l’entrée du calcium dans le réseau du plagioclase, depuis une composition
purement sodique (albite) dans le faciès Schistes verts ; c’est, de la même manière,
l’entrée de l’aluminium dans le réseau de l’amphibole, depuis une actinote (amphibole
peu alumineuse), dans le faciès Schistes verts, qui se transforme rapidement, mais de
manière progressive en hornblende, dans le faciès Amphibolite. La modification de la
composition des 2 minéraux essentiels des amphibolites se poursuit, de façon plus
modérée, lorsque les conditions P et T augmentent à travers le faciès Amphibolite.
D’une manière plus générale, il faut noter que la coexistence de phases ferromagnésiennes deux par deux (Grt-Bt ; Grt-Crd ; Opx-Bt ; Opx-Grt, etc.), ou en plus
grand nombre, est généralement caractérisée par une répartition inégale du fer et du
magnésium entre ces différentes phases. Les atomes de fer et de magnésium ont des
dimensions comparables et entrent généralement dans les mêmes sites structuraux
des minéraux ferromagnésiens. Mais leurs rayons ioniques sont cependant différents
l’un de l’autre (0,74 et 0,66 Å, respectivement). Ainsi des variations de concentration
XFe ou XMg dans les phases ferromagnésiennes, entraînent généralement des variations significatives de leurs propriétés thermodynamiques, S et V par exemple. La
minimisation de l’énergie libre G d’un assemblage comportant deux ou plusieurs
phases ferromagnésiennes implique donc généralement une répartition inégale du
fer et du magnésium entre ces phases. Ce comportement se traduit par des réactions
divariantes (et mêmes multivariantes) ou réactions continues. Si nous pouvons
déterminer précisément comment le fer et le magnésium et les autres éléments se
répartissent entre des minéraux coexistants lorsque la pression et la température
changent, alors la température et la pression d’une paragenèse donnée peuvent être
déterminées grâce à l’analyse chimique de ces minéraux. Ceci est la base de
nombreuses méthodes de calcul de la géothermo-barométrie.
8.1 RÉACTION CONTINUE ET RÉACTION DISCONTINUE
Une zone métamorphique est délimitée par deux « isogrades » qui font apparaître/
disparaître brutalement un (ou plusieurs minéraux). À l’intérieur de la zone métamorphique, entre les deux réactions isogrades, les conditions T et P évoluent et la
composition des minéraux change également.
8.1.1 La réaction continue Chl + Ms = St + Bt + Qtz + V
La figure 8.1 décrit les modifications minéralogiques des roches de la séquence pélitique par une succession de diagrammes AFM présentés au paragraphe 5.3 .4. Les paragenèses des roches dans ces triangles ont, au maximum, 6 phases : 3 phases au sommet
des triangles partiels, auquel s’ajoutent le quartz, la vapeur d’eau (phases en excès) et
la muscovite (pôle de projection). Il s’agit d’assemblages divariants avec un nombre
de phases équivalent au nombre de constituants (Al 2 O 3 -FeO-MgO-K 2 O-SiO 2 -H 2 O ;
9782100522682-Nicollet.fm Page 106 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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métamorphique, la composition des minéraux peut changer de façon progressive.
Ainsi, nous avons noté un changement relativement rapide de la composition des
minéraux des métabasites à la transition entre les faciès des Schistes verts et Amphibolite : c’est l’entrée du calcium dans le réseau du plagioclase, depuis une composition
purement sodique (albite) dans le faciès Schistes verts ; c’est, de la même manière,
l’entrée de l’aluminium dans le réseau de l’amphibole, depuis une actinote (amphibole
peu alumineuse), dans le faciès Schistes verts, qui se transforme rapidement, mais de
manière progressive en hornblende, dans le faciès Amphibolite. La modification de la
composition des 2 minéraux essentiels des amphibolites se poursuit, de façon plus
modérée, lorsque les conditions P et T augmentent à travers le faciès Amphibolite.
D’une manière plus générale, il faut noter que la coexistence de phases ferromagnésiennes deux par deux (Grt-Bt ; Grt-Crd ; Opx-Bt ; Opx-Grt, etc.), ou en plus
grand nombre, est généralement caractérisée par une répartition inégale du fer et du
magnésium entre ces différentes phases. Les atomes de fer et de magnésium ont des
dimensions comparables et entrent généralement dans les mêmes sites structuraux
des minéraux ferromagnésiens. Mais leurs rayons ioniques sont cependant différents
l’un de l’autre (0,74 et 0,66 Å, respectivement). Ainsi des variations de concentration
XFe ou XMg dans les phases ferromagnésiennes, entraînent généralement des variations significatives de leurs propriétés thermodynamiques, S et V par exemple. La
minimisation de l’énergie libre G d’un assemblage comportant deux ou plusieurs
phases ferromagnésiennes implique donc généralement une répartition inégale du
fer et du magnésium entre ces phases. Ce comportement se traduit par des réactions
divariantes (et mêmes multivariantes) ou réactions continues. Si nous pouvons
déterminer précisément comment le fer et le magnésium et les autres éléments se
répartissent entre des minéraux coexistants lorsque la pression et la température
changent, alors la température et la pression d’une paragenèse donnée peuvent être
déterminées grâce à l’analyse chimique de ces minéraux. Ceci est la base de
nombreuses méthodes de calcul de la géothermo-barométrie.
8.1 RÉACTION CONTINUE ET RÉACTION DISCONTINUE
Une zone métamorphique est délimitée par deux « isogrades » qui font apparaître/
disparaître brutalement un (ou plusieurs minéraux). À l’intérieur de la zone métamorphique, entre les deux réactions isogrades, les conditions T et P évoluent et la
composition des minéraux change également.
8.1.1 La réaction continue Chl + Ms = St + Bt + Qtz + V
La figure 8.1 décrit les modifications minéralogiques des roches de la séquence pélitique par une succession de diagrammes AFM présentés au paragraphe 5.3 .4. Les paragenèses des roches dans ces triangles ont, au maximum, 6 phases : 3 phases au sommet
des triangles partiels, auquel s’ajoutent le quartz, la vapeur d’eau (phases en excès) et
la muscovite (pôle de projection). Il s’agit d’assemblages divariants avec un nombre
de phases équivalent au nombre de constituants (Al 2 O 3 -FeO-MgO-K 2 O-SiO 2 -H 2 O ;
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