(P,T) des faciès métamorphiques.

G3. Transformations
minéralogiques de la lithosphère
Le métamorphisme
C
Métagabbros coronitiques du
Chenaillet
1 cm
À la loupe
Lame mince
Clinopyroxène + Plagioclase + H20 → Amphibole
Métamorphisme de contact
Ex : Flamanville
Contact entre le granite et les
roches de l’auréole
cornéennes
granite
Métamorphisme
général
Ex : Agly
(carte de
Rivesaltes)
Gneiss oeillé
Micaschiste
Les silicates d’alumine Al2SiO5
Andalousite
Les silicates d’alumine Al2SiO5
Andalousite
Les silicates d’alumine Al2SiO5
Sillimanite
Les silicates d’alumine Al2SiO5
Sillimanite (LPNA)
Les silicates d’alumine Al2SiO5
Disthène (LPA)
Transformation polymorphique
Sil
Di
Disthène → Sillimanite
Caractéristiques des trois silicates d’alumine
Andalousite
Disthène
Sillimanite
Forme des cristaux
Prismes
à Baguettes
sections
aplaties
losangiques
ou
rectangulaires
Prismes fins
formant des
aiguilles
Couleur
macroscopique
Incolore
rose
Incolore ou
blanc nacré
Clivages
Un
Deux,
perpendiculaires
Un
Aspect en LPA
Gris
Orangé
Orangé
Densité
3,12
3,60
3,25
ou Bleu acier
Cinétique des réactions du métamorphisme
Métagabbros coronitiques
Reliques de pyroxène : début de réaction
Métagabbros foliés
Pas de reliques : réaction complète
H b
Px
H b
Px
Pl
Pl
Px
H b
Extrait de la carte de Rivesaltes
Isogrades
Isograde and-
Isograde and+
Zone à andalousite
Domaines de stabilité des minéraux index des
métapélites de l’Agly.
G3.1 Domaines de stabilité de quelques minéraux index des métapélites de l’Agly
G3 – 2. Exemple de géobaromètre.
Taux de substitution de Si par Al dans les tétraèdres silicatés d’un mica blanc (phengite)
G3 – 1. Domaines (P,T) des faciès métamorphiques.
100
200
300
400
500
0,5
800
1,0
/km
4°C
O
m
ph
ac
G
l
a
uco ite+G
p
r
h
a
ne+ enat+
H
E
p
ido 2 O
te
45
te
Epidoonite
Laws
schistes
bleus
amphibolites
O
Pyroxène + H 2
Amphibole
schistes
verts
Amphibole+H2O
Chlorite+Epidote
Bas
grade
2,0
700
900
90
P
z
(GPa) (km)
T(°C)
granulites
conditions non réalisées dans la nature
courbe séparant les domaines de stabilité de paragenèses index
Jad Alb
éite ite
+Q
uar
tz
éclogites
2,5
3,0
1000
cornéennes
D
1,5
600
éclogites
(UHP)
Quar
tz
Coés
ite
point (P, T) de repère pour un MORB tel que
solidus du MORB hydraté
Fe
= 0,5
Fe+Mg
Tableau G3.1 - Principaux minéraux index des paragenèses
caractérisant les faciès métamorphiques
Faciès
Série basique
Série pélitique
Cornéennes
Hornblende (amphibole Ca) ou
pyroxènes
Andalousite (nésosilicate, Al2SiO5)
Cordiérite (cyclosilicate)
Schistes verts
Albite (plagioclase Na)
Épidote (sorosilicate)
Actinote (amphibole Ca)
Chlorite (phyllosilicate)
Grenat Fe (nésosilicate)
Pyrophyllite (phyllosilicate)
Chlorite (phyllosilicate)
Chloritoïde (nésosilicate)
Amphibolites
Plagioclase
Hornblende (amphibole Ca)
Grenat Fe, Mg (nésosilicate)
Biotite (mica noir)
Grenat (nésosilicate)
Staurotide (nésosilicate)
Sillimanite ou disthène (Al2SiO5)
Schistes bleus
Glaucophane (amphibole Na)
Épidote (sorosilicate) ou
Lawsonite (sorosilicate)
Phengite (mica blanc)
Carpholite (inosilicate)
Chloritoïde (nésosilicate)
Disthène (nésosilicate, Al2SiO5)
Eclogites
Grenat Mg (nésosilicate)
Omphacite (solution solide de
clinopyroxènes dont la jadéite)
Zoïsite (variété d’épidote)
Rutile (TiO2)
Coésite (SiO2) pour le faciès
Ultra Haute Pression
Phengite (mica blanc)
Disthène (nésosilicate, Al2SiO5)
Grenat (nésosilicate)
Talc (phyllosilicate)
Coésite (SiO2) pour faciès Ultra Haute
Pression
Métagabbros du
Chenaillet
Couronne de hornblende
C
1 cm
Cœur de
clinopyroxène
G3 – 4. Diagramme (P,T) pour tracer le chemin (P,T,t) des métagabbros du
Chenaillet.
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
T(°C)
C3
1,0
2,0
/km
4°C
45
Om
p
Gla haci
uco te+G
p
h
ane rena
t+
+
E
pid H2 O
te
ote
Epidoonite
Laws
1,5
2,5
solidus du MORB hydraté
P
z
(GPa) (km)
C2
O
Pyroxène + H2
Amphibole
Amphibole+H2O
Chlorite+Epidote
0,5
C1
Jad Alb
éite ite
+Q
uar
tz
7 km
C
v
Affleurement 1 au Viso
Boudin
Roche foliée
Viso
Détail d'un boudin (À l’oeil nu)
Grenat (rouge)
Omphacite (vert)
Lame mince d'éclogite
Au microscope (LPA)
Grenat
(toujours
éteint
enLPA)
Jadéite = un
clinopyroxène
Affleurement 1 au Viso
Boudin
d'éclogites
Foliation à
glaucophane
postérieure
au boudin
Affleurement 2 au Viso
Foliation à
glaucophane
Fente remplie de
minéraux verts
(chlorite,
actinote)
recoupant la
foliation, donc
postérieure
G3 – 5 Diagramme (P,T) pour reconstituer le chemin
(P,T,t) de roches du massif du Viso.
100
200
300
400
500
600
700
800
900
T(°C)
V4
schistes
vertsV3
Amphibole+H2O
chl+ép
0,5
1,0
1,5
45
V2
V2
om
gl + g
+
ép t+H
2O
te
Epidoonite
Laws
schistes
bleus
2,0
Jad Albi
éite te
+Q
uar
tz
V1
V1
éclogites
2,5
P
z
(GPa) (km)
chl : chlorite ; ép : épidote ; gl : glaucophane ; gt : grenat ; om : omphacite
omphacite ( ~ jadéite)
V1
grenat
glaucophane
V2
épidote (zoïsite)
chlorite
V3
épidote
V4
conditions actuelles
G3.6 Chronologie relative de
formation des minréraux
grenat < glaucophane < actinote < chlorite.
Pseudomorphoses de grenat
(remplacé par hornblende et
plagioclase)
Affleurements au Viso
Grenat et
omphacite
antétectoniques
Référence = foliation
à glaucophane
Chlorite et
actinote
posttectoniques
G3-7a. Minéraux antétectoniques = anteschisteux
= antecinématiques, bref déformés
plissé
aplati
cataclasé
0,5 cm
Relation entre les minéraux et les déformations
Biotite allongée
suivant S1 :
Syntectonique ou
antetectonique
Relation entre les minéraux et les
déformations
Grenat
hélicitique :
syntectonique
LPNA
LPA
G3-5 . Minéraux syntectoniques = synchisteux =
syncinématiques
Ombre de
pression
sigmoïde
G3-5c. Minéraux posttectoniques = postschisteux
= postcinématiques,
Minéraux non
déformés ou
recoupant la
schistosité
Extrait de la carte de France
Chenaillet
Queyras
Viso
Métagabbro du Queyras
= Métagabbro coronitique à glaucophane (désigné par la suite par Q1)
Plagioclase
Clinopyroxène
rouillé
Couronne bleue
lavande de
glaucophane
G3 – 8. Gradient métamorphique des massifs ophiolitiques alpins (Viso et
Queyras).
100
200
300
400
schistes
verts
1,0
700
800
900
T(°C)
Q1
45
V2
om
gl + g
+
ép t+H
2O
te
Epidoonite
Laws
schistes
bleus
1,5
600
Amphibole+H2O
chl+ép
0,5
500
2,0
V1
V1
éclogites
Alb
ite
Jad
éite
+Q
uar
tz
2,5
P
z
(GPa) (km)
V1
chl : chlorite ; ép : épidote ; gl : glaucophane ; gt : grenat ; om : omphacite
Pic de métamorphisme
des roches du Viso :
omphacite, grenat
Q1
Pic de métamoprhisme des
roches du Queyras
glaucophane,
jadéite
lawsonite
G3 – 9. Les trois types de gradients métamorphiques.
100
200
300
400
500
D
/km
4°C
amphibolites
V1
éclogites
2,5
éclogites
(UHP)
90
P
z
(GPa) (km)
1000
HT-BP
PI H
HP
3,0
900
granulites
O
Pyroxène + H2
Amphibole
45
om
gl + + gt
ép + V
te
Epidoonite
Laws
Q1
schistes
bleus
amph + V
chl + ép
schistes
verts
2,0
800
T
0,5
1,5
700
cornéennes
Bas
grade
1,0
600
T
Jad Alb
éite ite
+Q
uar
tz
-B
T
Quar
tz
Coés
ite
amph : amphibole ; chl : chlorite ; ép : épidote ; gl : glaucophane ;
gt : grenat ; om : omphacite ; V : vapeur d'eau
gradient métamorphique
T, point triple des silicates d'alumine est indiqué à titre de repère, bien que ces
minéraux ne soient pas présents dans les roches basiques prises comme
exemple dans cette étude.
T(°C)