Géologie - VII B Flashcards
Métamorphisme
Ensemble des transformations subies par une roche lorsqu’elle est placée dans des conditions P,T différentes de celles de sa formation
Métamorphisme sans déformation : métamorphisme de contact
vs métamorphisme régional
Transformations minérales
- une roche peut être remplacée par une autre phase de même composition chimique
Transition polymorphique
Le réseau cristallin est différent - Une phase peut être remplacée par une ou deux phases à chimie globale équivalente
- deux ou plusieurs phases peuvent devenir mutuellement incompatibles
- La composition chimique des phases peut varier, avec l’assemblage des minéraux en équilibre qui peut rester inchangé
métamorphisme Topochimique : la composition chimique globale reste identique, aux fluides près
Paragenèse
Assemblage typomorphe
Association de minéraux dans une roche donnée, stables ensemble dans certaines conditions P,T, caractérisant le chimisme général de la roche
Il peut y avoir plusieurs paragenèse pour un même faciès
protolithe
Roche initiale antérieure au métamorphisme
Liée à une séquence
peut être sédimentaire, magmatique, métamorphique
Séquence
Ensemble des roches susceptibles de découler d’un même protolithe
- basique
- pélithique
- carbonatée
- granitique
roche paradérivée
Roche découlant d’un protolithe sédimentaire
Roche orthodérivée
Roche découlant d’un protolithe magmatique
Variance
Nombre de degrés de liberté dans un système
Donne le nombre de phases pour qu’un système soit à l’équilibre
V = C + 2 - phi
avec :
C = nombre de constituants indépendants d’un système
-2 = P, T
phi = nombre de phases
Le lon des droites d’équilibre : v= 1 , transformations univariante
=> à P donnée, pas de liberté pour le choix de T
-v=2 :domaine divariant : P et T peuvent varier indépendamment, càd à P donnée, on peut faire varier T, et inversement
A P,T données, le nombre de phases est limité : il ne peut être plus grand que le nombre de constituants
Formule de Clapeyron
dP/dT = ΔS/ΔV
avec ΔS = S(produits) - S(réactifs) S = entropie molaire ΔV = V(produits) - V(réactifs) V = volume molaire V, S pour P et T
géothermomètre
Analyse de la teneur en Fer de la biotite, du grenat par microsonde :
Le coefficient de distribution est :
K(D) = (Mg/Fe)(Grenat) / (Mg/Fe)(Biotite)
K dépend de la température (et que de la température ?) : on peut donc trouver la température de formation
Géobaromètre
Dans les phengites = variété de micas blancs : possibilité de substitution de Al par Si, indépendante de la température, favorisée par une augmentation de la pression (car Si plus petit que Al : V diminue)
Isograde
Surface séparant deux terrains dans lesquels un minéral index du métamorphisme est présent ou non
Matérialisation d’une transformation univariante du métamorphisme
La position des isogrades permet de reconsitituer les paramètres P,T
faciès métamorphique
Division de l’espace (P,T), regroupe toutes les roches qui se forment dans les mêmes conditions P,T, quelle que soit la composition chimique du protolithe
Les noms des faciès sont établis sur la séquence basique
Schiste bleu
Faciès de haute pression, basse température
Contient la glaucophane (amphibole bleu-violet sodique)
Signe un métamorphisme de subduction
Sur le gradient géothermique faible = gradient franciscain
Schiste vert
BT
Sur le gradient géothermique moyen MPMT = barrovien
Collision
chlorite, épidote ; albite, actinote
amphibolites
MT
Sur le gradient géothermique moyen MPMT = barrovien
Collision
hornblende, grenat, plagioclase calcique
granulites
Sur le gradient géothermique moyen MPMT = barrovien
Collision
éclogites
HPHT
~Sur le gradient géothermique faible = franciscain
appauvrissement en eau
cornéennes
BPHT
Sur le gradient BPHT
Métamorphisme de contact
Gradient métamorphique
Evolution de la température par rapport à la pression
- gradient HPBT = franciscain -> subduction
- gradient MPMT = barrovien -> collision
- gradient BPHT -> contact
Métamorphisme prograde
Lorsque les conditions P,T augmentent
ex : Alpes = prograde vers l’est
Métamorphisme rétrograde
lorsque les conditions P,T diminuent
Chemin P,T,t
=chemin pression, température, temps
Différentes conditions P,T subies par une roche au cours du temps
Argumenté par l’observation de paragenèse successives
Le chemin rétrograde est en général mieux conservé que le chemin prograde
Règle de Gibbs
Le nombre de phases à l’équilibre des conditions données est au maximum égal au nombre de constituants indépendants, pour un état quelconque de l’équilibre (pas les droites/points..) (en général v>=2)
Cinétique des réactions métamorphiques
4 étapes :
1) Dissolution des réactants = rupture de liaisons atomiques –> éléments chimiques libres
2) Transferts d’ions (de l’ordre du mircomètre) = étape limitante, contrôle cinétique
3) Nucléation = combiner le minimum cinétique de ces ions tq se forme le cristal -> nucleus
4) croissance du produit
Diffusion dans les réactions métamorphiques
Moteur du transfert d’ions
Flux de diffusion :
psi = - Dgrad(c)
avec D coefficient de diffusion, dépend de la température
Anatexie
Fusion commençante
Marqueur géodynamique des mouvement verticaux
Métamorphisme différent selon les différents gradients –> donne une information sur la dynamique
Coésite
Chemin P-T-t particulier :
croûte continentale a été entrainée très en profondeur , et remonte par tectonique (et pas juste isostasie)
Dora Maira
Subduction continentale
Métamorphisme de subduction
HPBT, gradient faible = franciscain
complexe leptynoamphibolique
Lyonnais, limousi, alpes franco-italiennes, Dora Maira
Faciès schiste bleu : coésite, éclogite
Métamorphisme de collision
MPMT = barrovien
Collision -> épaississement crustal -> modification globale du géotherme = relaxé
Alpes centrales = dome dépontin
Fin d’évolution de chaîne = effondrement gravitaire
Migmatites
Métamorphisme régional
= métamorphisme général
Forme de grandes régions métamorphiques
Peut être lié à des déformations
Métamorphisme de contact
Auréoles de métamorphisme autour de roches magmatiques
Thermométamorphisme
