Etude de transformations minéralogiques à l`échelle locale et leur

1
Etudedetransformationsminéralogiques
àl’échellelocaleetleurinterprétationàl’échelleglobale
PremierexempledanslesAlpes:
lesgabbrosduChenaillet
DanslesAlpesfrançaises,onretrouvedesmorceauxdel’ancienocéanquiséparait(avantla
ollision)lamargeeuropéenneetlamargeapulienne(ouafricaine).Detelsmorceauxde
ithosphèreocéanique,retrouvésdansdeschainesdemontagne,sontnommésophiolites:
c
l
côtédeBriançon,ilexisteunmassifd’ophiolites:leChenaillet,visiblesurlacarte
éologiquedelaFranceaumillionième:
A
g
Océanalpin
AvantlaconvergenceEurope/Afrique
Marge
européenne
Margeafricaine
ReprésentationschématiquedesAlpes,aprèslacollision des
deuxmarges.Onadelalithosphèreocéaniqueincorporéedans
lachaine.
Extraitdelacartegéologiquedela
France.(BRGM)
Lesophiolitessontenvertfoncé
surlacarte.
AuChenaillet,onpeut
échantillonnerlesrochesdela
lithosphèreocéaniquedel’ancien
océanalpin:Basalte,gabbroet
péridotite.

2
Lesgabbrossontdesrochesquise
forment par refroidissement lent
d’unmagmaàl’axedesdorsales
océaniques: ce sont des roches
magmatiquesplutoniquesqui
renferment,commeonpeutlevoir
sur la photo, deux types de
minéraux:
Feldspaths(Fd)etpyroxènes
(Px)(cffichesrochesmagmatiques)
Px Fd
Cependant,sionregardeendétail
lespyroxènes,onconstateque
certains(Pxsurlaphotoci‐contre)
présententuneauréolesombre.Au
microscope,onconstatequecette
couronneautourdupyroxèneest
el’amphiboleverte.d

3
S chémas d’interprétation :
Latransformationminéralogiquesefaitparmicrodiffusiond’élémentschimiquesentrele
yroxèneetleplagioclase.Ellesefaitbienàl’étatsolide,àlasuitedevariationsdePetT°,p
c’estdoncdumétamorphisme!
nchronologierelative(cffiche),d’aprèsleprinciped’inclusion,lepyroxèneestinclus dans la
’amphibole,illuiestdoncantérieur,etlaréactionminéralogiqueestbien:
E
couronned
Laréactionest
complète.Toutle
pyroxèneestremplacé
parl’amphibole(Hb)
stabledansles
nouvellesconditionsde
PetT°.
OnmodifiePetT°,
lepyroxèneetle
plagioclasesont
déstabilisés.Ils
réagissentensemble
pourformerun
nouveauminéral:
l’amphiboleverte(ou
Hornblende)quisera
stabledansles
nouvellesconditions
de P et T
°
.
Gabbroinitialavec
Pyroxènes(Px)et
Feldspaths
plagioclases(Pl)
stablesdansun
domainede
PetT°.
(cfphotoci‐dessus)
Px+Pl⇒Amphibole
ΔPT°
tCet eréaction,pourseproduire,nécessitedesvariationsdePetT°parrapportauxconditions
initialesdeformationdelaroche,maiségalementunapportd’eau.
n effet, les pyroxènes et les plagioclases n’en renferment pas(del’oxygèneOmaispas
’hydrogèneHdansleurformulechimique),alorsquel’amphiboleestunminéralhydraté.
E
d
Recherche de la nature de la ΔP T°, subie par la roche :
L’apparition de l’amphibole montre que le gabbro initial subit des variations de P et T°. Pour
connaîtrecesvariations,onutilisedesgrillesexpérimentalesétabliesenlaboratoire,quidonnent
lesdomainesdestabilitédesminérauxenfonctiondesdeuxparamètresdumétamorphismePet
T°:

4
En1:domainedestabilitédesminérauxdugabbro,PlagioclaseetPyroxène
n2:domainedestabilitédel’amphibole
dminéraux
E
Droiteverte:droitequiséparelesdeux omainesdestabilitédes
Pour cette réaction observée dans les gabbros du Chenaillet: Px+Pl⇒Amphibole,le
iagrammemontrequ’onpassedudomaine1audomaine2,principalementparunediminution
elaT°(flècherouge),etunehydratationdel’échantillon.
d
d
L
l
aréactioncoronitiqueavecapparitiondel’amphiboleindiquedoncunmétamorphisme
iéàunediminutiondeT°etàunehydratationdelaroche.
Interprétation de ce métamorphisme à l’échelle globale :
ourrechercherlesoriginesdumétamorphismedugabbroetdesonhydratation,ilfautse
eplacerdanslecadredelatectoniquedesplaques:
P
r
2
1
Solidusdesgabbros
Basalte
efilonienComplex
abbroG
Lesgabbrosprennentnaissanceàl’axe
desdorsales(A),parrefroidissement
lentenprofondeurdumagma.
Ensuite,cesgabbrosvonts’éloignerde
l’axedeladorsale(quiestunezone
d’accrétionetdedivergence),etonva
lesretrouveren(B),puisen(C)…
A
B
C
Géologiedela
Juteau/Maury
CO

Enconclusion:
Dur nt brosvontserefroida cetéloignementdel’axedeladorsale,lesgab irets’hydrater:
‐carl’axedeladorsaleestunsecteurchaud
‐ carl’eaudemercirculeauseindelacroûte(hydrothermalisme,dontlesmanifestations
lesplusconnuessontlessourceschaudeshydrothermalesoufumeursnoirs,etlesoasis
devieassociées)quipermettentàlafoisd’évacuerdelachaleur,etd’hydraterlesgabbros
(convection hydrothermalereprésentéesurledocci‐dessus).
‐ 
Ces conditions particulières vont entraîner un métamorphisme que l’on peut qualifier
d’hydrothermal. Les gabbros métamorphisés seront par la suite incorporés à la chaine de
montagnes.
Ainsi,uncontextegéodynamiqueendivergencepermetd’expliquerle
métamorphismeavechydratationetabaissementdeT°desgabbrosobservés
danslesAlpes,témoinsd’uneanciennelithosphèreocéanique.
5