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8.2 • Le principe de la géothermobarométrie
On comprend que l’évaluation des conditions pression-température est semiquantitative en utilisant des grilles pétrogénétiques basées sur des réactions multivariantes qui font intervenir des phases solutions solides et des phases fluides. Ces
réactions sont la base de la géothermobarométrie.
8.2 LE PRINCIPE DE LA GÉOTHERMOBAROMÉTRIE
Au paragraphe 6.1, nous avons écrit l’expression de l’énergie libre d’une réaction
univariante faisant intervenir des phases « pôles purs » :
D r G = D r H° – T . D r S° + D r V . P = 0
Que l’on peut réécrire sous la forme suivante, afin d’avoir l’équation de cette
réaction dans l’espace P-T :
P = (D r S°/D r V)T – D r H°/D r V.
Lorsqu’une réaction fait intervenir des phases solutions solides et qu’elle est
multivariante (continue), elle se déplace dans l’espace P-T-G et son énergie libre varie
d’une composante que l’on appelle l’énergie de mélange G M . En conséquence, le DG SS
d’une réaction impliquant des « minéraux solutions solides » est :
D r G SS = D r G + D r G M
L’énergie libre de mélange est DG M = RT ln K. R est la constante des gaz parfaits,
ln, le logarithme népérien et K, la « constante d’équilibre » qui est fonction de la
composition chimique des minéraux.
D r G SS = D r H° – T . D r S° + D r V . P + RT ln K = 0
(1)
Cette expression est la base de la géothermobarométrie. En réécrivant cette
expression de la manière suivante :
nous avons un thermomètre. Il est nécessaire de choisir une réaction pour laquelle la
variation d’entropie est forte et la variation de volume faible : ainsi, la T calculée est
peu sensible aux variations de la pression. En réécrivant l’équation de cette manière :
nous avons un baromètre. Dans ce cas, la réaction à la potentialité barométrique doit
avoir une variation d’entropie faible et une variation de volume élevée.
Le principe d’un géothermobaromètre est de calculer l’écart (DT, DP) généré par
l’introduction des solutions solides dans les minéraux (l’énergie libre de mélange
DG M = RT ln K) par rapport à une réaction pôle pur connue.
T
DrH° PDrV
+
DrS° R lnK
–
-------------------------------- -
=
P
DrH°
–
TDrS° RT lnK
–
+
DrV
--------------------------------------------------------------- -
=
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8.2 • Le principe de la géothermobarométrie
On comprend que l’évaluation des conditions pression-température est semiquantitative en utilisant des grilles pétrogénétiques basées sur des réactions multivariantes qui font intervenir des phases solutions solides et des phases fluides. Ces
réactions sont la base de la géothermobarométrie.
8.2 LE PRINCIPE DE LA GÉOTHERMOBAROMÉTRIE
Au paragraphe 6.1, nous avons écrit l’expression de l’énergie libre d’une réaction
univariante faisant intervenir des phases « pôles purs » :
D r G = D r H° – T . D r S° + D r V . P = 0
Que l’on peut réécrire sous la forme suivante, afin d’avoir l’équation de cette
réaction dans l’espace P-T :
P = (D r S°/D r V)T – D r H°/D r V.
Lorsqu’une réaction fait intervenir des phases solutions solides et qu’elle est
multivariante (continue), elle se déplace dans l’espace P-T-G et son énergie libre varie
d’une composante que l’on appelle l’énergie de mélange G M . En conséquence, le DG SS
d’une réaction impliquant des « minéraux solutions solides » est :
D r G SS = D r G + D r G M
L’énergie libre de mélange est DG M = RT ln K. R est la constante des gaz parfaits,
ln, le logarithme népérien et K, la « constante d’équilibre » qui est fonction de la
composition chimique des minéraux.
D r G SS = D r H° – T . D r S° + D r V . P + RT ln K = 0
(1)
Cette expression est la base de la géothermobarométrie. En réécrivant cette
expression de la manière suivante :
nous avons un thermomètre. Il est nécessaire de choisir une réaction pour laquelle la
variation d’entropie est forte et la variation de volume faible : ainsi, la T calculée est
peu sensible aux variations de la pression. En réécrivant l’équation de cette manière :
nous avons un baromètre. Dans ce cas, la réaction à la potentialité barométrique doit
avoir une variation d’entropie faible et une variation de volume élevée.
Le principe d’un géothermobaromètre est de calculer l’écart (DT, DP) généré par
l’introduction des solutions solides dans les minéraux (l’énergie libre de mélange
DG M = RT ln K) par rapport à une réaction pôle pur connue.
T
DrH° PDrV
+
DrS° R lnK
–
-------------------------------- -
=
P
DrH°
–
TDrS° RT lnK
–
+
DrV
--------------------------------------------------------------- -
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