Chapitre 1 • Le métamorphisme : définition, limites et variables
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espèce déterminée, ou pression partielle de fluide (P pf ), peut être exprimée approximativement en fonction de la pression totale P s et de la fraction molaire de l’espèce
considérée dans la phase fluide. Par exemple :
La pression des fluides est égale à la somme des pressions partielles des différentes
espèces de fluides présents dans la roche ; elle est égale à la pression solide ou lithologique :
P S = P totale = ∑ P pf =
…
Cette expression de la pression partielle d’un fluide en fonction de sa concentration
dans la phase fluide n’est rigoureuse que si le fluide constitue un mélange idéal de
gaz parfaits, ce qui n’est généralement pas le cas. Le paramètre thermodynamique
pertinent pour décrire la pression partielle d’un fluide dans un mélange est la fugacité
ou pression partielle effective f, qui s’exprime à partir du potentiel chimique m i de
l’espèce i dans la phase fluide. Cette « non-idéalité des gaz parfaits » est particulièrement sensible pour des espèces en très faibles proportions dans la phase fluide
comme l’oxygène, l’hydrogène, etc.
Points clefs
= En évaluant la pression, c’est approximativement la pression lithostatique que
l’on évalue, c’est-à-dire la profondeur. P et T nous informent sur la situation
thermique dans le globe.
= Le déviateur des contraintes, responsable de la déformation des roches, contribue
à la cinétique de réactions.
= La nature des fluides, leur pression partielle interviennent sur les évaluations
thermodynamiques. Mais leur importance est difficile à appréhender, car la phase
vapeur est peu ou pas visible dans une roche. Il faut bien faire la distinction
entre la phase vapeur (fluides libres) et les « fluides liés ». Ainsi, un gneiss à
biotite ou autres minéraux hydratés peut contenir ou non une phase V(H 2 O) ; il
en est de même pour une roche ne contenant que des minéraux anhydres. Le
gneiss à biotite sans phase vapeur contient de l’eau en tant que constituant
chimique.
= La phase V (spécialement VH 2 O) constitue un milieu de diffusion et de transport très favorable aux échanges ioniques et au déroulement des mécanismes
réactionnels : elle influence donc la cinétique des processus métamorphiques.
P H 2 O
P S
H 2 O
H 2 O CO 2 CH 4 …
+
+
+
--------------------------------------------------------⎝
⎠
⎛
⎞
P S X H 2 O
⋅
=
=
P H 2 O P CO 2 P CH 4
+
+
9782100522682-Nicollet.fm Page 16 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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espèce déterminée, ou pression partielle de fluide (P pf ), peut être exprimée approximativement en fonction de la pression totale P s et de la fraction molaire de l’espèce
considérée dans la phase fluide. Par exemple :
La pression des fluides est égale à la somme des pressions partielles des différentes
espèces de fluides présents dans la roche ; elle est égale à la pression solide ou lithologique :
P S = P totale = ∑ P pf =
…
Cette expression de la pression partielle d’un fluide en fonction de sa concentration
dans la phase fluide n’est rigoureuse que si le fluide constitue un mélange idéal de
gaz parfaits, ce qui n’est généralement pas le cas. Le paramètre thermodynamique
pertinent pour décrire la pression partielle d’un fluide dans un mélange est la fugacité
ou pression partielle effective f, qui s’exprime à partir du potentiel chimique m i de
l’espèce i dans la phase fluide. Cette « non-idéalité des gaz parfaits » est particulièrement sensible pour des espèces en très faibles proportions dans la phase fluide
comme l’oxygène, l’hydrogène, etc.
Points clefs
= En évaluant la pression, c’est approximativement la pression lithostatique que
l’on évalue, c’est-à-dire la profondeur. P et T nous informent sur la situation
thermique dans le globe.
= Le déviateur des contraintes, responsable de la déformation des roches, contribue
à la cinétique de réactions.
= La nature des fluides, leur pression partielle interviennent sur les évaluations
thermodynamiques. Mais leur importance est difficile à appréhender, car la phase
vapeur est peu ou pas visible dans une roche. Il faut bien faire la distinction
entre la phase vapeur (fluides libres) et les « fluides liés ». Ainsi, un gneiss à
biotite ou autres minéraux hydratés peut contenir ou non une phase V(H 2 O) ; il
en est de même pour une roche ne contenant que des minéraux anhydres. Le
gneiss à biotite sans phase vapeur contient de l’eau en tant que constituant
chimique.
= La phase V (spécialement VH 2 O) constitue un milieu de diffusion et de transport très favorable aux échanges ioniques et au déroulement des mécanismes
réactionnels : elle influence donc la cinétique des processus métamorphiques.
P H 2 O
P S
H 2 O
H 2 O CO 2 CH 4 …
+
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⎛
⎞
P S X H 2 O
⋅
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P H 2 O P CO 2 P CH 4
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