Nous al l on s tout d ' abord défi n i r l e système .
Les consti tu ants de l a fr acti on détr i t i que à parti r de l aque l l e se forment l es zones observée s d ans l a frac t i on c arbon atée des cornéennes c al c i ques sont :
A1 203 , Si 02 , FeO , MgO , K20 , Ti 02 ' H20 ceux de l a c al ci te : CaO et C02 .
P armi ces 9 consti tuants H20 est total ement mob i l e p arceque c l est l e cons t i tuan t pr i nc i pal d u fl u i de bai gnant l a roche .
C02 est mob i l e c ar , comme l i a montré l ' ét ude géoc h imi que , on observe une décarbonatat i on l or s de l a format i on des cornéennes c al c i que s . Il ne peut cepen d ant pas être con s i d éré comme ent i èrement mob i l e d ans l es cornéennes c al c i ques , l a c al c i te impos ant un potenti el de C02 .
K20 peut être con si déré comme un cons t i tuant mobi l e s i l i on con s i dère l e mi crocl i ne comme t ard i f s ur 1 a p ar agénès e . On déd u i t al ors que l e pota s s i um a été évacué du système au cours de l a format i on des cornéennes c al c i que s , pui s réi ntrod u i t p ar l a s u i t e . Si l e mi crocl i ne e st con s i déré comme une ph ase pr i mai r e , l e potas s i um ne part i c i pe qu ' à l a compos i t i on d ' un e seu l e ph ase : l e mi croc l i n e , i l peut donc être cons i déré comme const i tu ant i nd i fféren t . I l en est de même pour l e ti t ane qui ne se retrouve que d ans l e s phèn e .
I l reste s i x con sti tuants pouvant être d étermi n ants Si 02 - A1 203 - Fe203 - FeO - MgO - C aO
L ' appl i qu at i on de l a règ l e des phases à ce système donne un nombre max imum de phases égal à 6 en se f i x ant l a pres s i on et l a tempér atur e .
Les ph�ses dénombrées d an s l es cornéennes c al c i ques sont au nombre de s i x , 146 .
i l s ' agi t de c al c i te wo 1 1 aston i te sal i t e gren at vés uvi an i te c l i nozoïste .
Ces phases ne forment p as d ' assoc i ati ons homogènes , mai s se d i sposent sel on un système de zones décri ts aupar av ant .
La présence d e ces zones , l ' observat i on de fronts d i ffus , et l es réac t i on s mét asomati ques i nvoquées , montrent que l e méc an i sme respon s ab l e de l a format i on de ces struct ures correspond à des phénomènes de d i ffus i on au sei n des cornéen nes c al c i ques .
A pressi on et température fi xées , et en con s i dér ant qu ' en tout po i nt l ' équ i l i bre est réal i sé : hypothèse de l ' éq u i l i bre l ocal , nous nous s i tuons d ans un espace à s i x d i men s i ons dont l es axes sont- l es potent i el s des di fférents con st i tuants donnés c i des s u s .
Nous al l ons pouvoi r étud i er l es systèmes de zones observés dans l es cornéen nes c al c i ques , d ans d i vers pl ans b i na i res de potent i el s ch imi ques pri s p armi l es d i fférentes comb i n ai sons poss i b l es .
Ces d i agr ammes en potent i el s ch imi ques seront tracés en uti l i s ant l a méthode graph i que décri te par O . S . Korzh i nski i ( 1957) .
I l est poss i b l e d ' observer ces 5 ph ases d an s un même système de zones . Ce l u i c i corres pond à un anc i en l i t détr i t i que . des b arrég i ennes . La zon ati on e st l a s u i v ante :
cal c i te
1
wo 1 1 aston i te1
c 1 i nozoïs i te1
gren at1
vésuv i an i te1
c al c i te La s al i te peut être observée d ans toutes 1 es zones . Le grenat peut être au contact de l a cal c i te , l a vésuv i an i te sépar ant al ors l es deux zones de gren at .Sur l e di agr amme potent i el chimi que de l a si l i ce en fonct i on du potenti el ch imi que de l ' al um i n e · ( fi g . 68) , i l n ' est p as pos s i b l e de mettre en évi dence d ' évol uti on conti n u e d ' un potenti el ch imi que expl i quant l a n ature de l a zon a t i on . Al ors que l ' on observe l a zone de wol l aston i te au contact de l a zone de c1 i nozoïs î te sur l ' échant i l l on , i l app ar aî t sur l e d i agramme que , pour mettre en
/
C.a.O
C a.. l.
,1
F I GURE
63 :
Repr�sent at i on des domai nes rel at i f s � P T et fH20 fC02 f i xés , des phases observées dans
t
e s corn�ennes cal c i ques , d ans un di agr amme du poten t i el de l a s i l i ce en fonct i on du potent i el de 1 L al umi ne dan s l e système : 5 1 02 - AY203 - C aOEp .
5 a. 1. Wo ll.
év i dence une var i at i on conti nue du potent i el de l ' al umi ne wo l l aston i te et cl i no zoYs i te devrai ent être séparées par du gren at et de l a vés uv i an i te .
On n e peut donc faire appel à un phénomène de d i ffus i on s i mp l e , cel l e ci devant se produ i re de façon i denti que de p art et d ' autre du b anc de c l i no zoYs i te ( l e pl us r i che en al umi ne) devrai t fai re app arai tre ' un e symétr i e , comme cel a est l e c as d ans l a fr act i on c arbonatée . Un él ément de réponse peut être de se d i re que si l es b ancs pél i t i ques ne présentent pas de compo s i t i on homogène , l es const i t u ants i nerte� ét ant répart i s de man i ère hétérogèn e , l a n ature des phases formée s par l a d i ffus i on va dépendre de l a compo s i t i on l oc al e du banc . Ai n s i l a zone de · wo l l aston i te représente l es effets d ' une d i ffus i on du c al c i um des c arbo n ates vers une parti e gréseuse du b anc , al ors que l e reste de l a zon at i on présenterai t l e rés u l tat d ' une d i ffus i on du c al c i um au se i n de l a part i e r i che en al um i ne de ces mêmes b ancs mi s en évi dence dans l ' éc r i ture des réact i ons . L ' absence de gren at et de vés uv i an i te marque l e c aractère i nerte de l ' al um i ne . Cec i fai t qu ' i l exi ste b i en un grad i ent conti nu de l a ch aux entre l a c al c i te et l a c l i nozoYs i t e , m arqué p ar l a présence de l a wol l aston i te et de l a sal i te . Mai s cel u i c i est obtenu par l a d i ffus i on de' l a ch aux, d ans un matér i el purement s i l i c e ux : l es grès s i tués entre l a c al c i te et l es phyl l i te s , comme cel a a pu être observé dan s un échant i l l on de b arrégi enn e .
C e grad i ent d e chaux e s t marqué d ans l ' autre part i e de l a zon at i on p ar l a zone d e gren at et l a zone de vésuv i an i te . La wo l l aston i te est absente à ce n i ve au p arce que l e potent i el de l ' al umi ne e st trop él evé pour qu ' e l l e so i t st ab l e .
Le gr ad i ent d e potent i el d e l ' al umi ne do i t être un c ar actère prima i re d u b anc c ar l ' al um i ne est i nerte . Cec i correspond à l ' observat i on d ' un mél ange de produ i ts d étr i ti ques et de produ i t s c arbon atés au sommet des b ancs corres pond ant à l ' apport terr i gène d ans l es b arrégi ennes .
Le di agramme poten t i e l ch imi que du fer en fonct i on du potent i el chimi que de l ' al um i n e ( f i g . 6 9 ) , montre comment on peut expl i quer l a présence de gren at entre l a zone de vésuv i an i te et de c al c i te . Ceci peut corres pondre à des var i a t i on s l oc al es du potent i el du fer . Aux b as potent i el s du fer l e gren at pourra être au contact de l a c al c i te , mai s i l ne pour r a être assoc i é al ors à l a sal i te . C ' est c e q u i e s t observé : l e gren at s i tué entre vés uv i an i te e t cal c i te ne conti ent pr at i quement pl us de sal i te .
L ' autre type de zon at i on décr i t d ans l es cornéennes c al c i qu.es correspond à l a succ es s i on de par agenèses :
/
AJ� O� 5 ... 1. C a. O G nt. C a l. / F I GURE
69 :
Représent at i on des domai nes rel at i fs } P T et fH20 fC02 fi xés , des phases observées d ans l es cornéennes cal c i q'.!es ,
d
ans un di agramne du potent i el du fer en fonct i on du potenti el de l ' al umi ne dans l e systèmeF
é
o - A1 203 - CaOFe O
S a.1.
f-A"FcO
CALC CLZ CALC
CALC + CPX + CPX + CALC CPX s phène CPX
Dan s cette zon at i on apparai t un pl an de symétr i e Imarquée par l ' assoc i at i on c l i nozoïs i te + s phèn e . Cel l e a été i nterprétée comme corres pond ant à l a tr ace des l i t s de b i ot i tes entrai nés d an s l es pl ans de schi stos i té .
La présence d e t i tane uni quement d ans l a s phène marque l e c ar actère i nerte du ti t ane dans ce phénomène.
On remarque i c i l ' absence de gren at et de vésuvi an i te . Dans le d i agr amme potenti e l chimi que de l a si l i ce en fonct i on du potent i el c h i mi que de l ' al umi ne ( fi g . 70) , l es zones con st i tuées p ar ces m i n éraux marquent un grad i ent con t i nu du potenti el chimi que de l ' al umi ne . Dan s l e cas qui nous i ntéresse l es cond i t i on s d e pres s i on e t d e température sont l es mêmes que d ans l e c as préc édent , l es deux types de séquences pouv ant être observées à prox i mi té l ' un e de l 1 autre ( quel ques cent imètres ) . Le passage de l a zone de s al i te à l a zone de c l i
nozoï-,,'
s i te marque donc un grad i ent de potenti el chimi que de l ' al umi ne pl u s fort que d an s l e c as préc éd en t . Cec i montre que d an s l e c as ét ud i é l ' al umi ne est i nerte .
La format i on de l a zon at i on rés ul te donc un i quement d ' une d i ffus i on de l a chaux des c arbonates vers l es phyl l i tes d ' une part , et d ' une d i ffus i on de l a s i l i ce , du fer et du magné s i um des phyl l i tes vers l es c arbon ates d ' autre part . Cec i concorde avec l e méc an i sme i nvoqué l ors de l ' écr i ture des réacti ons métaso mat i que s .
Les s ucces s i o n s d l associ at i ons mi nér al es résul tent toutes du même phéno mène : d i ffusi on de l a chaux , de l a s i l i ce , du fer et du magnés i um au se i n des
cornéennes cal c i ques . On peut toutefo i s d i fférenc i er deux si tuat i on s
- Di ffus i on autour d e s pl an s d e sch i stos i té i n i t i al ement marqués par l a b i ot i te . Dan s ce c as on peut observer un pl an de symétr i e . I l n l est pas observé de grad i ent du potenti el ch imi que de l ' al um i n e .
- D i ffus i on d an s e t autour des anc i en s l i t s formés par 1 1 apport terri gène d an s l es cor n éennes c al c i ques . Dans ce c as on n ' observe p as de pl an de symétri e , cel a est l i é à une hétérogénéi té de l a compo s i ti on du l i t . Un gr ad i ent du potent i el ch i mi que de l ' al umi ne peut être mi s en év i denc e , i l
/
C ... 1.
C a O
C a l.
/
F I GURE 70 :
Représentat i on des domai nes rel at i fs à P T et fH20 fC02 f i xés , des ph asesobservées dan s l es cornéennes c al c i ques , d ans un dOi agramme du
otent i el de l a s i l i ce en fonct i on du potent i el de d ans l e système
S; 02 - Al 203 - C aO
5 .. 1 .
S a I.
correspond à un mél ange entre pé l i tes et carbonates formé au cours des phénomènes s éd imentai res .