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8.3 • Un thermomètre basé sur la réaction d’échange Fe-Mg entre biotite et grenat
Il apparaît que ln K varie de façon linéaire en fonction inverse de T. Dans un
diagramme lnK/1/T (figure 8.4 a), cette équation est celle d’une droite de pente
(– D r H° + D r V)/3 R et d’ordonnée à l’origine D r S°/3 R. Ferry et Spear (1978) considèrent que les minéraux impliqués dans l’équilibre sont des solutions solides idéales
et que, dans ce cas, les coefficients d’activité γ sont égaux à l’unité ; par conséquent :
K = K D
Ainsi, dans ces conditions, K D , grandeur directement mesurable par l’analyse chimique à la microsonde électronique, est une fonction linéaire inverse de la température.
La calibration du géothermomètre consiste à établir la relation linéaire entre ln K D(Bt-Grt)
et 1/T afin de quantifier les paramètres thermodynamiques de son équation. Dans le
cas présent, la calibration est faite à partir des résultats d’expériences réalisées à une
pression constante de 2,07 kb, entre 550 et 800 °C (figure 8.4 a). Les concentrations
en fer et en magnésium des phases obtenues expérimentalement ont été déterminées
à la microsonde électronique. La microsonde électronique permet d’obtenir l’analyse
chimique des éléments majeurs, mineurs et quelques traces des minéraux, avec une
résolution spatiale de quelques micromètres. Cette étude est faite sur lame mince de
roche, ce qui permet d’analyser les minéraux en contact. Les points expérimentaux
définissent une bonne relation linéaire dans le diagramme ln K D vs 10 4 /T. La pente
Figure 8.4 – Élaboration d’un géothermomètre : corrélations entre lnK D et 1/T.
a) Pour l’équilibre phlogopite + almandin = annite + pyrope (données expérimentales
de Ferry et Spear, 1978).
b) Pour l’équilibre FeCrd + pyrope = MgCrd + almandin. Symboles blancs : données
expérimentales de divers auteurs ; symboles noirs : données calculées à partir
d’assemblages naturels. D’après Thompson, 1984.
La corrélation est excellente pour l’équilibre biotite-grenat ; elle est médiocre pour
cordiérite-grenat, ce qui limite les applications de ce géothermomètre. Remarquez
que, dans le rapport 1/T, T est en Kelvin, tandis que, à l’opposé de chaque figure,
la température est exprimée en °C.
9782100522682-Nicollet.fm Page 113 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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8.3 • Un thermomètre basé sur la réaction d’échange Fe-Mg entre biotite et grenat
Il apparaît que ln K varie de façon linéaire en fonction inverse de T. Dans un
diagramme lnK/1/T (figure 8.4 a), cette équation est celle d’une droite de pente
(– D r H° + D r V)/3 R et d’ordonnée à l’origine D r S°/3 R. Ferry et Spear (1978) considèrent que les minéraux impliqués dans l’équilibre sont des solutions solides idéales
et que, dans ce cas, les coefficients d’activité γ sont égaux à l’unité ; par conséquent :
K = K D
Ainsi, dans ces conditions, K D , grandeur directement mesurable par l’analyse chimique à la microsonde électronique, est une fonction linéaire inverse de la température.
La calibration du géothermomètre consiste à établir la relation linéaire entre ln K D(Bt-Grt)
et 1/T afin de quantifier les paramètres thermodynamiques de son équation. Dans le
cas présent, la calibration est faite à partir des résultats d’expériences réalisées à une
pression constante de 2,07 kb, entre 550 et 800 °C (figure 8.4 a). Les concentrations
en fer et en magnésium des phases obtenues expérimentalement ont été déterminées
à la microsonde électronique. La microsonde électronique permet d’obtenir l’analyse
chimique des éléments majeurs, mineurs et quelques traces des minéraux, avec une
résolution spatiale de quelques micromètres. Cette étude est faite sur lame mince de
roche, ce qui permet d’analyser les minéraux en contact. Les points expérimentaux
définissent une bonne relation linéaire dans le diagramme ln K D vs 10 4 /T. La pente
Figure 8.4 – Élaboration d’un géothermomètre : corrélations entre lnK D et 1/T.
a) Pour l’équilibre phlogopite + almandin = annite + pyrope (données expérimentales
de Ferry et Spear, 1978).
b) Pour l’équilibre FeCrd + pyrope = MgCrd + almandin. Symboles blancs : données
expérimentales de divers auteurs ; symboles noirs : données calculées à partir
d’assemblages naturels. D’après Thompson, 1984.
La corrélation est excellente pour l’équilibre biotite-grenat ; elle est médiocre pour
cordiérite-grenat, ce qui limite les applications de ce géothermomètre. Remarquez
que, dans le rapport 1/T, T est en Kelvin, tandis que, à l’opposé de chaque figure,
la température est exprimée en °C.
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