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11.2 • Diffusion de la chaleur dans l’encaissant
des roches encaissantes, tout particulièrement de leur conductivité thermique K. En
simplifiant, l’extension x de l’auréole métamorphisme est x =
où t est le temps,
durée du transfert de chaleur. Plus K est élevé, c’est-à-dire plus les roches sont
conductrices de la chaleur, plus l’auréole est étendue et le gradient métamorphique
faible. Au contraire, si K est faible, l’auréole est réduite et le gradient métamorphique
fort. La présence de fluides modifie la conductivité des roches et permet aussi le
transfert convectif de la chaleur. Ainsi les auréoles sont plus développées, avec un
gradient métamorphique plus faible, autour d’intrusions granitiques qui libèrent de
l’eau en cristallisant, qu’autour d’intrusions dioritiques et gabbroïques, pourtant plus
chaudes, mais anhydres.
Il est possible de modéliser mathématiquement l’évolution thermique à proximité
de l’intrusion par diffusion de la chaleur dans l’encaissant. Cependant, une telle
modélisation numérique suppose diverses simplifications. Ainsi, le transfert de chaleur
advectif lors de la mise en place du batholite n’est pas considéré : cela suppose que
la mise en place de l’intrusion se fait de manière instantanée. Le transfert de chaleur
Figure 11.2 – Modèle numérique à une dimension de l’évolution thermique
au contact d’une lame granitique de 2 km de large.
L’intrusion granitique est mise en place à 825 °C dans un encaissant à 100 °C.
L’enthalpie de cristallisation du magma est de 100 kJ/kg. La distance est mesurée
depuis le milieu de la lame : le bord gauche de la figure coïncide avec le centre de
l’intrusion. Sur les courbes d’évolution de la température (géothermes), le temps
est indiqué en kilo-année = 1000 ans. La courbe grisée enveloppe les Tmax atteintes
au cours du temps en fonction de la distance au contact : elle matérialise les conditions que les roches sont susceptibles d’enregistrer pétrographiquement avec leurs
paragenèses à des temps variables (indiqués par les flèches). Les deux champs gris
matérialisent l’échange de chaleur par refroidissement/réchauffement respectif dans
l’intrusion/encaissant ; remarquez que les 2 champs ne sont pas équivalents (voir
texte pour plus d’explications). (D’après Peacock, 1989)
Kt
200
800
1
2 Distance (km) 3
Température (˚C)
0
600
50
100
25
200 ka
10
15
15 ka
60
0 ka
100
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11.2 • Diffusion de la chaleur dans l’encaissant
des roches encaissantes, tout particulièrement de leur conductivité thermique K. En
simplifiant, l’extension x de l’auréole métamorphisme est x =
où t est le temps,
durée du transfert de chaleur. Plus K est élevé, c’est-à-dire plus les roches sont
conductrices de la chaleur, plus l’auréole est étendue et le gradient métamorphique
faible. Au contraire, si K est faible, l’auréole est réduite et le gradient métamorphique
fort. La présence de fluides modifie la conductivité des roches et permet aussi le
transfert convectif de la chaleur. Ainsi les auréoles sont plus développées, avec un
gradient métamorphique plus faible, autour d’intrusions granitiques qui libèrent de
l’eau en cristallisant, qu’autour d’intrusions dioritiques et gabbroïques, pourtant plus
chaudes, mais anhydres.
Il est possible de modéliser mathématiquement l’évolution thermique à proximité
de l’intrusion par diffusion de la chaleur dans l’encaissant. Cependant, une telle
modélisation numérique suppose diverses simplifications. Ainsi, le transfert de chaleur
advectif lors de la mise en place du batholite n’est pas considéré : cela suppose que
la mise en place de l’intrusion se fait de manière instantanée. Le transfert de chaleur
Figure 11.2 – Modèle numérique à une dimension de l’évolution thermique
au contact d’une lame granitique de 2 km de large.
L’intrusion granitique est mise en place à 825 °C dans un encaissant à 100 °C.
L’enthalpie de cristallisation du magma est de 100 kJ/kg. La distance est mesurée
depuis le milieu de la lame : le bord gauche de la figure coïncide avec le centre de
l’intrusion. Sur les courbes d’évolution de la température (géothermes), le temps
est indiqué en kilo-année = 1000 ans. La courbe grisée enveloppe les Tmax atteintes
au cours du temps en fonction de la distance au contact : elle matérialise les conditions que les roches sont susceptibles d’enregistrer pétrographiquement avec leurs
paragenèses à des temps variables (indiqués par les flèches). Les deux champs gris
matérialisent l’échange de chaleur par refroidissement/réchauffement respectif dans
l’intrusion/encaissant ; remarquez que les 2 champs ne sont pas équivalents (voir
texte pour plus d’explications). (D’après Peacock, 1989)
Kt
200
800
1
2 Distance (km) 3
Température (˚C)
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600
50
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200 ka
10
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15 ka
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