Chapitre 2 • Les roches métamorphiques : marqueurs des perturbations…
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de combinaisons possibles dans un minéral n’est pas infini. En fait, l’entropie des
minéraux varie peu. Ainsi, lorsqu’une roche équilibrée à basse température est portée
à haute température, son entropie augmente. Puisque l’entropie des minéraux qui la
constituent varie peu, les minéraux de basses températures sont remplacés par des
minéraux de hautes températures à l’entropie plus élevée.
Ces transformations se font au cours de réactions interminérales telles que : A + B
= C + D avec S C + S D > S A + S B . La variation d’entropie de la réaction est positive
lorsque l’assemblage de minéraux C-D remplace l’assemblage A-B et s’accompagne
d’une augmentation de la T (diagramme du milieu sur la figure 2.3).
Lorsque P et T varient simultanément
Prenons en considération, d’une manière plus générale, les deux paramètres P et T
(V et S). Considérons que les phases A et B sont remplacées par les phases C et D
par le biais de la réaction : A + B = C + D au cours d’une augmentation de P et de T.
Dans ce cas, le DV de la réaction est négatif et le DS est positif. La pente de cette
réaction est exprimée par le rapport DS/DV. En conséquence, sa pente est négative
(diagramme de droite de la figure 2.3).
2.3 LE TRAJET PTt ET LE GRADIENT MÉTAMORPHIQUE
Qu’enregistrent les roches métamorphiques des trajets PTt de la figure 2.1 ? Tout au
long de cette évolution P-T-t, l’association minéralogique de la roche change afin
que celle-ci soit en équilibre (paragenèse) avec les conditions P-T du moment. Ce
rééquilibrage se fait par le biais d’une succession de réactions minéralogiques telles
que celle décrite dans la figure 1.1 (A + B = C) ou la réaction quartz = coésite dans
le précédent paragraphe ou encore la réaction H = A + V de la figure 2.1. Si ce
rééquilibrage était complet, nous ne trouverions pas de roches métamorphiques à la
surface du globe, mais seulement des roches équilibrées dans les conditions superficielles, avec des assemblages de basses pressions et températures ! En fait, ce
Figure 2.3 – La pente des réactions.
Ces trois diagrammes montrent l’allure d’une réaction interminérale A + B = C + D
dans laquelle les phases produites C + D ont : un volume inférieur à celui des
phases réactantes A + B (diagramme de gauche) ; une entropie supérieure à celui
des phases réactantes A + B (diagramme du milieu) ; un volume inférieur et une
entropie supérieure à celui des phases réactantes A + B (diagramme de droite).
A + B
C + D
A
+
B
C
+
D
A
+
B
C
+
D
T
P
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de combinaisons possibles dans un minéral n’est pas infini. En fait, l’entropie des
minéraux varie peu. Ainsi, lorsqu’une roche équilibrée à basse température est portée
à haute température, son entropie augmente. Puisque l’entropie des minéraux qui la
constituent varie peu, les minéraux de basses températures sont remplacés par des
minéraux de hautes températures à l’entropie plus élevée.
Ces transformations se font au cours de réactions interminérales telles que : A + B
= C + D avec S C + S D > S A + S B . La variation d’entropie de la réaction est positive
lorsque l’assemblage de minéraux C-D remplace l’assemblage A-B et s’accompagne
d’une augmentation de la T (diagramme du milieu sur la figure 2.3).
Lorsque P et T varient simultanément
Prenons en considération, d’une manière plus générale, les deux paramètres P et T
(V et S). Considérons que les phases A et B sont remplacées par les phases C et D
par le biais de la réaction : A + B = C + D au cours d’une augmentation de P et de T.
Dans ce cas, le DV de la réaction est négatif et le DS est positif. La pente de cette
réaction est exprimée par le rapport DS/DV. En conséquence, sa pente est négative
(diagramme de droite de la figure 2.3).
2.3 LE TRAJET PTt ET LE GRADIENT MÉTAMORPHIQUE
Qu’enregistrent les roches métamorphiques des trajets PTt de la figure 2.1 ? Tout au
long de cette évolution P-T-t, l’association minéralogique de la roche change afin
que celle-ci soit en équilibre (paragenèse) avec les conditions P-T du moment. Ce
rééquilibrage se fait par le biais d’une succession de réactions minéralogiques telles
que celle décrite dans la figure 1.1 (A + B = C) ou la réaction quartz = coésite dans
le précédent paragraphe ou encore la réaction H = A + V de la figure 2.1. Si ce
rééquilibrage était complet, nous ne trouverions pas de roches métamorphiques à la
surface du globe, mais seulement des roches équilibrées dans les conditions superficielles, avec des assemblages de basses pressions et températures ! En fait, ce
Figure 2.3 – La pente des réactions.
Ces trois diagrammes montrent l’allure d’une réaction interminérale A + B = C + D
dans laquelle les phases produites C + D ont : un volume inférieur à celui des
phases réactantes A + B (diagramme de gauche) ; une entropie supérieure à celui
des phases réactantes A + B (diagramme du milieu) ; un volume inférieur et une
entropie supérieure à celui des phases réactantes A + B (diagramme de droite).
A + B
C + D
A
+
B
C
+
D
A
+
B
C
+
D
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