Chapitre 1 • Le métamorphisme : définition, limites et variables
14
pores de l’assemblage minéralogique ou en inclusions dans les minéraux. La roche
est alors « saturée en fluide » : on définit une phase vapeur (V) qui est une phase de
la paragenèse de la roche au même titre que les minéraux, même si elle est peu visible
en lame mince.
La présence d’une phase fluide libre dans une roche permet de définir une pression
de fluide, paramètre important pour l’extension des champs de stabilité des phases
hydratées (micas, amphiboles) et carbonatées (calcite, dolomite ; voir paragraphe 6.3.2).
Des déplacements de la phase fluide à travers le système (en fonction de la perméabilité et à la faveur de gradients de pression) sont très variables et peuvent être
importants (du m. au km). Ils sont très difficiles à évaluer. Ils entraînent naturellement le transport des ions en solution et le fluide représente alors le vecteur principal
de la métasomatose, transport ionique à différentes échelles dans les unités métamorphiques (paragraphe 6.4).
• Fluides adsorbés sur les surfaces cristallines
Les fluides se localisent le long des surfaces des cristaux de la roche, sur une épaisseur
de quelques Å, constituant ainsi une phase fluide non mobile ou faiblement mobile.
Son volume est variable et il n’existe pas de limite nette entre elle et les fluides libres.
Citons le cas extrême d’un minéral argileux, la montmorillonite, dont les très fines
paillettes sont capables de retenir par adsorption près de 2 fois leur volume d’eau.
Dans les conditions du métamorphisme, les quantités de fluide adsorbées sont très
faibles. Mais, bien que non mobile, ce stock d’eau ou de gaz carbonique a un rôle
important dans le déroulement des réactions minéralogiques : il constitue en effet un
milieu de diffusion intergranulaire qui permet le déplacement rapide des ions,
favorisant ainsi la déformation et la recristallisation.
• « Fluides liés »
Les molécules de H 2 O et CO 2 font partie de la structure cristalline des minéraux
hydroxylés ou carbonatés, sous forme de groupements (OH) – ou (CO 3 ) 2– . Il est donc
impropre de les appeler « fluides » dans ce cas. Ces molécules sont libérées sous la
forme d’une phase fluide par des réactions de déshydratation ou de décarbonatation
ou, plus généralement, de dévolatilisation, de la forme :
H (ou C) = A + V
où H est un minéral (ou un ensemble de minéraux) hydraté(s), C, un carbonate (ou
un ensemble de carbonates), A est un minéral (ou un ensemble de minéraux) anhydre(s)
et V, la phase vapeur d’eau ou de dioxyde de carbone. En voici deux exemples :
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Calcite + Quartz = Wollastonite + Vapeur de CO 2
K[Si 3 AlO 10 ]Al 2 (OH) 2 + SiO 2 = Al 2 SiO 5 + K[Si 3 AlO 8 ] + H 2 O
Muscovite + Quartz = Sillimanite + Feldspath K + Vapeur d’eau
9782100522682-Nicollet.fm Page 14 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
14
pores de l’assemblage minéralogique ou en inclusions dans les minéraux. La roche
est alors « saturée en fluide » : on définit une phase vapeur (V) qui est une phase de
la paragenèse de la roche au même titre que les minéraux, même si elle est peu visible
en lame mince.
La présence d’une phase fluide libre dans une roche permet de définir une pression
de fluide, paramètre important pour l’extension des champs de stabilité des phases
hydratées (micas, amphiboles) et carbonatées (calcite, dolomite ; voir paragraphe 6.3.2).
Des déplacements de la phase fluide à travers le système (en fonction de la perméabilité et à la faveur de gradients de pression) sont très variables et peuvent être
importants (du m. au km). Ils sont très difficiles à évaluer. Ils entraînent naturellement le transport des ions en solution et le fluide représente alors le vecteur principal
de la métasomatose, transport ionique à différentes échelles dans les unités métamorphiques (paragraphe 6.4).
• Fluides adsorbés sur les surfaces cristallines
Les fluides se localisent le long des surfaces des cristaux de la roche, sur une épaisseur
de quelques Å, constituant ainsi une phase fluide non mobile ou faiblement mobile.
Son volume est variable et il n’existe pas de limite nette entre elle et les fluides libres.
Citons le cas extrême d’un minéral argileux, la montmorillonite, dont les très fines
paillettes sont capables de retenir par adsorption près de 2 fois leur volume d’eau.
Dans les conditions du métamorphisme, les quantités de fluide adsorbées sont très
faibles. Mais, bien que non mobile, ce stock d’eau ou de gaz carbonique a un rôle
important dans le déroulement des réactions minéralogiques : il constitue en effet un
milieu de diffusion intergranulaire qui permet le déplacement rapide des ions,
favorisant ainsi la déformation et la recristallisation.
• « Fluides liés »
Les molécules de H 2 O et CO 2 font partie de la structure cristalline des minéraux
hydroxylés ou carbonatés, sous forme de groupements (OH) – ou (CO 3 ) 2– . Il est donc
impropre de les appeler « fluides » dans ce cas. Ces molécules sont libérées sous la
forme d’une phase fluide par des réactions de déshydratation ou de décarbonatation
ou, plus généralement, de dévolatilisation, de la forme :
H (ou C) = A + V
où H est un minéral (ou un ensemble de minéraux) hydraté(s), C, un carbonate (ou
un ensemble de carbonates), A est un minéral (ou un ensemble de minéraux) anhydre(s)
et V, la phase vapeur d’eau ou de dioxyde de carbone. En voici deux exemples :
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Calcite + Quartz = Wollastonite + Vapeur de CO 2
K[Si 3 AlO 10 ]Al 2 (OH) 2 + SiO 2 = Al 2 SiO 5 + K[Si 3 AlO 8 ] + H 2 O
Muscovite + Quartz = Sillimanite + Feldspath K + Vapeur d’eau
9782100522682-Nicollet.fm Page 14 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16