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5.3 • La représentation graphique des paragenèses
5.3.3 Système à n constituants – le diagramme ACF
pour les roches de la séquence basique
Les roches magmatiques basiques, issues de la fusion partielle du manteau, sont
initialement anhydres, mais elles sont souvent hydratées après ou même, dès leur
mise en place, dans le cas de la croûte océanique, c’est-à-dire, avant ou pendant le
métamorphisme. Nous allons donc raisonner en deux étapes : avec un système
chimique anhydre dans un premier temps et, dans un deuxième temps, avec un
système chimique hydraté.
a) Système chimique anhydre
Il est rare que seulement trois constituants chimiques rendent compte de la composition
d’une roche. Considérons la composition d’une métabasite ; onze éléments ont des
concentrations non négligeables. On peut retenir cinq qui totalisent près de 95 %. Ce
sont SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, MgO, CaO (voir R1 et R2, exercice 1.1 de ce chapitre). Pour
simplifier, nous négligeons les autres éléments. En effet, soit ces éléments chimiques
sont en quantité insuffisante pour contrôler la stabilité d’une phase, soit ils contrôlent la stabilité de minéraux accessoires que nous ne prenons pas en compte. À titre
d’exemple, la concentration de titane, élément mineur, contrôle la présence de rutile
ou d’ilménite, négligé dans notre approche.
Il est cependant difficile de représenter graphiquement les variations de cinq
constituants. Il est donc nécessaire de diminuer ce chiffre. La première solution est
de considérer FeO et MgO comme un seul constituant (Fe + Mg)O. En effet, l’ajout
du constituant FeO (ou MgO) à un système purement magnésien (ou ferrifère)
Figure 5.2 – Diagramme triangulaire pour le système
à 3 constituants indépendants : Al 2 O 3 -SiO 2 -MgO.
Les minéraux (points noirs) sont reliés par des lignes de liaison qui définissent des
triangles partiels matérialisant des paragenèses à 3 minéraux, en accord avec la
règle des phases. Les points repésentatifs des compositions chimiques de deux
roches sont portés (points vides). Les deux solutions possibles sont séparées par la
ligne univariante Opx + Sil = Spr + Qtz. Qtz (quartz) : SiO 2 ; Sil (sillimanite) : Al 2 SiO 5 ;
Spr (saphirine) : Mg 2 Al 4 SiO 10 ; Opx (orthopyroxène) : Mg SiO 3 ; Spl (spinelle) : MgAl 2 O 4 .
opx
qtz
sil
spl
opx
qtz
Al 2 O 3
MgO
sil
spl
spr
spr
SiO 2
Al 2 O 3
MgO
SiO 2
O p x + S il S p r + Q tz
P
T
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5.3.3 Système à n constituants – le diagramme ACF
pour les roches de la séquence basique
Les roches magmatiques basiques, issues de la fusion partielle du manteau, sont
initialement anhydres, mais elles sont souvent hydratées après ou même, dès leur
mise en place, dans le cas de la croûte océanique, c’est-à-dire, avant ou pendant le
métamorphisme. Nous allons donc raisonner en deux étapes : avec un système
chimique anhydre dans un premier temps et, dans un deuxième temps, avec un
système chimique hydraté.
a) Système chimique anhydre
Il est rare que seulement trois constituants chimiques rendent compte de la composition
d’une roche. Considérons la composition d’une métabasite ; onze éléments ont des
concentrations non négligeables. On peut retenir cinq qui totalisent près de 95 %. Ce
sont SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, MgO, CaO (voir R1 et R2, exercice 1.1 de ce chapitre). Pour
simplifier, nous négligeons les autres éléments. En effet, soit ces éléments chimiques
sont en quantité insuffisante pour contrôler la stabilité d’une phase, soit ils contrôlent la stabilité de minéraux accessoires que nous ne prenons pas en compte. À titre
d’exemple, la concentration de titane, élément mineur, contrôle la présence de rutile
ou d’ilménite, négligé dans notre approche.
Il est cependant difficile de représenter graphiquement les variations de cinq
constituants. Il est donc nécessaire de diminuer ce chiffre. La première solution est
de considérer FeO et MgO comme un seul constituant (Fe + Mg)O. En effet, l’ajout
du constituant FeO (ou MgO) à un système purement magnésien (ou ferrifère)
Figure 5.2 – Diagramme triangulaire pour le système
à 3 constituants indépendants : Al 2 O 3 -SiO 2 -MgO.
Les minéraux (points noirs) sont reliés par des lignes de liaison qui définissent des
triangles partiels matérialisant des paragenèses à 3 minéraux, en accord avec la
règle des phases. Les points repésentatifs des compositions chimiques de deux
roches sont portés (points vides). Les deux solutions possibles sont séparées par la
ligne univariante Opx + Sil = Spr + Qtz. Qtz (quartz) : SiO 2 ; Sil (sillimanite) : Al 2 SiO 5 ;
Spr (saphirine) : Mg 2 Al 4 SiO 10 ; Opx (orthopyroxène) : Mg SiO 3 ; Spl (spinelle) : MgAl 2 O 4 .
opx
qtz
sil
spl
opx
qtz
Al 2 O 3
MgO
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SiO 2
Al 2 O 3
MgO
SiO 2
O p x + S il S p r + Q tz
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