Le Métamorphisme : roches, pression et température (11)

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Georgette Poitras
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1 Le Métamorphisme : roches, pression et température (11) Domaine de stabilité de quelques minéraux Quelques équilibres chimiques Ces équilibres sont représentés par des segments, lieux du diagramme P,T où deux systèmes co-existent (par exemple Jadéite + Quartz qui co-existe avec l Albite). Certains de ces équilibres traduisent des transformations du métamorphisme qui s accompagnent d une perte d eau (Musc. + Qz = F K + sil. d Al + H2O).

2 Le Métamorphisme : roches, pression et température (12) Les faciès d Eskola Faciès d Eskola et domaine P, T A chaque faciès d Eskola correspond un «climat» métamorphique, c està-dire une certaine fenètre du diagramme P,T. Le nom donné à chacune de ces fenètres est celui de la roche métamorphique qu on y obtient lorsque la roche de départ est un basalte ou bien un gabbro f. Cornéenne f. Sch. Vert f. Amphibolite f. Granulite f. Sch. Bleu f. Eclogite Basalte Cornéenne Sch. Vert Amphibolite Granulite Sch. Bleu Eclogite r. pélliticogrèseuse Schiste tacheté r. quartzofeldspath Cornéenne Gneiss à deux micas r. siliceuse r. calcaire péridotite r. carbonée Micaschiste Micaschiste Gneiss Gneiss à biotite Quartzite Marbre Serpentinite Graphite Gneiss à pyroxène Gneiss à pyroxène Schiste lustré Gneiss à glaucophane Gneiss à disthène Gneiss

3 Le Métamorphisme : roches, pression et température (13) La règle des phases

4 Le Métamorphisme : roches, pression et température (14) Géothermobarométrie Un géothermomètre L équilibre Biotite/Grenat est divariant lorsque l on tient compte de l abondance relative de Fe et de Mg. Les différentes ligne d équilibre étant très verticales, elles constituent de bons marqueurs de la température. Comme le champ est divariant, les mesures sur le couple Biotite/Grenat permettent d évaluer une gamme graduée de températures. Un géobaromètre On considère ici l équilibre Grenat+Sill+quartz/ Cordiérite qui est également dépendant des abondances relatives de Fe et de Mg. Cette fois-ci, les lignes d équilibre sont proches de l horizontale, ce qui fait de ce système un bon baromètre.

5 Le Métamorphisme : roches, pression et température (15) Les grands types de gradient métamorphique La plupart des environnements métamorphiques donnent des roches dont les points culminants de transformation s alignent selon l un des trois grands types de gradients : le gradient HT-BP, le gradient MP-HT et le gradient HP-BT. La signification géologique de ces gradients n est pas immédiate. Les gradients ne doivent pas être confondus avec des géothermes ou des paléo-géothermes. En effet, les différents points culminants que représente un cortège de roches ne sont pas forcéments tous atteints au même moment.

6 Le Métamorphisme : roches, pression et température (16) Evolution de géothermes lors d un amincissement

7 Le Métamorphisme : roches, pression et température (17) Géothermes lors d une collision Evolution théorique lors d un chevauchement. Les trois roches R1, R2, R3 sont entrainées en profondeur. Elles sont alors diposées selon un géotherme t0 assez froid. Elles se réchauffent peu à peu jusqu à un maximum thermique (points noirs) tout en subissant une chute de pression (remontée, érosion...). L alignement des trois points obtenus forme un gradient, mais ne souligne aucun géotherme particulier ni ne représente le trajet suivi par chacune des roches.

8 Le Métamorphisme : roches, pression et température (18) Prévision de trajets P-T-temps - (1)

9 Le Métamorphisme : roches, pression et température (19) Prévision de trajets P-T-temps - (2)

10 Le Métamorphisme : roches, pression et température (20) Quelques chemins P,T,t théoriques a. b. c. d. En a. une lithosphère continentale. En b. un étirement crustal ; si le point 1 reste immobile, il subit un réchauffement isobare. En c. une subduction : augmentation de pression (gradient HP-BT), le retour est assez rapide, sans réajustement thermique. En d. une collision : réchauffement important, et phénomène lent permettant le réajustement thermique

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