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)