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14.4 • Métamorphisme d’ultra-haute température (UHT)
rétrograde lentes malgré les très hautes T, s’explique par le caractère anhydre de ces
roches. Les conditions PT de formation de ces roches sont difficiles à évaluer. Et
ceci, pour différentes raisons. Notons tout d’abord, que la géothermo-barométrie
conventionnelle ne permet pas de faire des estimations correctes de ces températures
extrêmes. Nous avons discuté au chapitre 8 des limitations à hautes T des thermomètres. De nouvelles méthodes, spécifiques à ces conditions sont formulées : teneur
d’alumine dans les orthopyroxènes de hautes températures, éléments en trace sur le
couple zircon-rutile, etc. D’autre part, les conditions P-T de stabilité des assemblages
typomorphes restent imprécises (figure 14.11), car les paramètres thermodynamiques
des phases impliquées sont encore mal connus. Dans la semelle métamorphique de
l’ophiolite d’Oman, l’association saphirine + quartz est trouvée dans des paragenèses
dont les conditions d’équilibre ne dépasseraient pas 800-850 °C et 6,5-9 kb (Gnos et
Kurz, 1994). Des travaux expérimentaux tendraient à confirmer que les très hautes
températures sont peut-être surestimées (Podlesskii et al., 2008). Bien qu’en faible
quantité, les éléments volatils ont une influence importante, qu’il est difficile
d’évaluer, sur les champs de stabilité : effet de l’état d’oxydation sur la stabilité de la
saphirine par rapport au spinelle, effet de H 2 O versus CO 2 sur la stabilité de la
cordiérite, etc.
L’existence de ces granulites d’UHT soulève quelques interrogations quant à leur
interprétation géodynamique.
Nous avons noté, au paragraphe précédent (14.3.2), que la température dans la
croûte continentale (inférieure) serait « tamponnée » autour de 800 °C par la fusion
« fluide absent ». Dans ce cas, comment dépasser cette température pour atteindre
plus de 900 °C ? Cela n’est possible que si ces formations sont réfractaires à la
fusion, c’est-à-dire si elles ont déjà subi un épisode de fusion partielle. L’une des
hypothèses envisagées pour expliquer la composition particulière des granulites
magnésio-alumineuses est que, précisément, celles-ci seraient les produits réfractaires
(restites) d’un épisode de fusion partielle.
Comment atteindre, à des profondeurs modérées (20 à 40 km), de si hautes
températures dans la croûte continentale, températures largement supérieures aux
températures du géotherme de la lithosphère stable ? Les granulites d’UHT constituent
généralement des affleurements de petite taille, en boudins tectoniques dans des
formations moins métamorphiques et plus récentes : ces formations anciennes sont
localisées dans des régions à l’histoire géodynamique (métamorphique et tectonique)
polycyclique. Cette absence de structures à grande échelle et cette histoire polycyclique rend difficile la compréhension de leur évolution tectonique. D’autre part,
les très hautes températures ne sont pas favorables à la préservation des paragenèses
du trajet prograde et nous n’avons généralement pas connaissance des conditions du
pic en pression de ce trajet.
Chronologiquement, les formations d’UHT semblent se répartir sur quatre périodes
de l’histoire de la terre qui seraient en liaison avec le cycle des supercontinents. Ceci
montrerait la relation de ce métamorphisme avec la convergence ; aussi, différents
modèles géodynamiques, en contexte de convergence, ont été envisagés : collision,
effondrement de la croûte épaissie lors d’une collision, collision d’un arc magmatique
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rétrograde lentes malgré les très hautes T, s’explique par le caractère anhydre de ces
roches. Les conditions PT de formation de ces roches sont difficiles à évaluer. Et
ceci, pour différentes raisons. Notons tout d’abord, que la géothermo-barométrie
conventionnelle ne permet pas de faire des estimations correctes de ces températures
extrêmes. Nous avons discuté au chapitre 8 des limitations à hautes T des thermomètres. De nouvelles méthodes, spécifiques à ces conditions sont formulées : teneur
d’alumine dans les orthopyroxènes de hautes températures, éléments en trace sur le
couple zircon-rutile, etc. D’autre part, les conditions P-T de stabilité des assemblages
typomorphes restent imprécises (figure 14.11), car les paramètres thermodynamiques
des phases impliquées sont encore mal connus. Dans la semelle métamorphique de
l’ophiolite d’Oman, l’association saphirine + quartz est trouvée dans des paragenèses
dont les conditions d’équilibre ne dépasseraient pas 800-850 °C et 6,5-9 kb (Gnos et
Kurz, 1994). Des travaux expérimentaux tendraient à confirmer que les très hautes
températures sont peut-être surestimées (Podlesskii et al., 2008). Bien qu’en faible
quantité, les éléments volatils ont une influence importante, qu’il est difficile
d’évaluer, sur les champs de stabilité : effet de l’état d’oxydation sur la stabilité de la
saphirine par rapport au spinelle, effet de H 2 O versus CO 2 sur la stabilité de la
cordiérite, etc.
L’existence de ces granulites d’UHT soulève quelques interrogations quant à leur
interprétation géodynamique.
Nous avons noté, au paragraphe précédent (14.3.2), que la température dans la
croûte continentale (inférieure) serait « tamponnée » autour de 800 °C par la fusion
« fluide absent ». Dans ce cas, comment dépasser cette température pour atteindre
plus de 900 °C ? Cela n’est possible que si ces formations sont réfractaires à la
fusion, c’est-à-dire si elles ont déjà subi un épisode de fusion partielle. L’une des
hypothèses envisagées pour expliquer la composition particulière des granulites
magnésio-alumineuses est que, précisément, celles-ci seraient les produits réfractaires
(restites) d’un épisode de fusion partielle.
Comment atteindre, à des profondeurs modérées (20 à 40 km), de si hautes
températures dans la croûte continentale, températures largement supérieures aux
températures du géotherme de la lithosphère stable ? Les granulites d’UHT constituent
généralement des affleurements de petite taille, en boudins tectoniques dans des
formations moins métamorphiques et plus récentes : ces formations anciennes sont
localisées dans des régions à l’histoire géodynamique (métamorphique et tectonique)
polycyclique. Cette absence de structures à grande échelle et cette histoire polycyclique rend difficile la compréhension de leur évolution tectonique. D’autre part,
les très hautes températures ne sont pas favorables à la préservation des paragenèses
du trajet prograde et nous n’avons généralement pas connaissance des conditions du
pic en pression de ce trajet.
Chronologiquement, les formations d’UHT semblent se répartir sur quatre périodes
de l’histoire de la terre qui seraient en liaison avec le cycle des supercontinents. Ceci
montrerait la relation de ce métamorphisme avec la convergence ; aussi, différents
modèles géodynamiques, en contexte de convergence, ont été envisagés : collision,
effondrement de la croûte épaissie lors d’une collision, collision d’un arc magmatique
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