Rhomb (0 1 -1 1) Plan Basal(0 0 0 1) c a a Plan prismatique (1 0 -1 0) Plan Rhomb (0 1 -1 1)
Fig. 4: Cristal de quartz et principaux plans de glissements
Fig. 5: Figure 5 Orientation des cristaux qtz et projection des axes c (plan de glissement selon XY, di-rection de glissement suivant X).
Plan de foliation
Plan XY
X
Projection des axes C
Z
X
Y
Basal<a>
(111) [110] [111] [112] [110] [112] [100] [001] [101] [010] [111] (111 ) [201] [201] (101) (001) (110) (0 10 ) dominant: [001] in (010) secondary: [100] in (010), (001) [101] in (010) [201] in (010) 1/2 [110] in (001), (111) 1/2 [110] in (001), (111) 1/2 [111] in (101) 1/2 [111] in (101) tentative: 1/2 [112] in (111) 1/2 [112] in (110) (010) [001] (010) Wulff net upper hemisphere
Fig. 6: Principaux systèmes de glissement dans les plagioclases projetés dans le référentiel du cristal (hémisphère supérieur). Ce type de projection peut être utilisé pour trouver plus facilement l’activation de systèmes de glissement préférentiels par projection de la linéation et de la foliation de l’échantillon dans ce référentiel (« inverse pole figure »).
Reference Conditions Slip plane Slip direction Method of observation
Experimental deformation:
Tullis and
Yund (1977) 10-15 kb, 10900-1000°C, -6/s (010) Not determined TEM
700°C, 15 kb, 10-6/s (010) (001) (1-2-1) (010) (110) (1-11) [101] ½[110] [101] [001] ½[1-12] ½[110] Willaime et al. (1979) and Scandale et al. (1983) 900°C, 15 kb, 10-6/s (010) (001) (1-2-1) (010) [101] ½[110] [101] [100] TEM Natural deformation: Debat et al.
(1978) 550°C, 2 kb (010) (110) Not determined Not determined OM Sacerdoti et al. (1980) 500°C, 2 kb (12-1) (010) (010) (010) (010) [101] [101] [100] [001] ½[1-12] TEM Schulmann et al. (1996) 550-600°C, 4-8 kb (010) (010) [001] [100] U-stage Martelat et al. (1999) 700-800°C, 4-10 kb (010) (001) [100] [100] U-stage Franek et al. (2006) 700-800°C, 5-8 kb (010) [001] EBSD Ishii et al.
(2007) Upper green-schist facies (100) (101) [010] [010] EBSD Zavada et al. (2007) 700°C, 10 kb (001) (010) (120) [110] [100] [001] EBSD Hasalova et al. (2008) 750-650°C, 8-4 kb (001) (010) (001) ½[110] [100] [100] EBSD Schulmann et al. (2008) 670°C, 8 kb (001) (1-10) (10-1) ½[110] ½[110] [101] EBSD
Table 1: Systèmes de glissements actifs pour les feldspaths potassiques (Modifié d’après Menegon et al., 2008) : les analyses de Tullis and Yund (1977) ont été éffectué à sec sur le granite de Westerly (avec du microcline); les analyses de Willaime et al. (1979) et Scandale et al. (1983) ont été éffectué sur un monocrystale de sanidine (Or80). TEM : microscope électonique à transmission, OM : microscopie optique, U-stage : platine universelle, EBSD : imagerie en diffraction d’électrons rétrodiffusés.
Dans un agrégat polycristallin sous contrainte, on obtiendra progressivement une orientation préférentielle de réseau des monograins fonction du système de glissement activé. L’étude de la CPO dans un échantillon pourra nous renseigner sur les mécanismes de déforma-tions (dislocation creep, diffusion creep...), le(s) système(s) de glissement activé(s) (fonction de la température, pression...) ainsi que le régime de déformation (cisaillement simple, compres-sion axiales, ellipsoïde de déformation...). Remarque : plusieurs processus peuvent amener à la destruction d’une orientation préférentielle de réseau comme la recristallisation statique (recuit ou annealing) et le glissement de joints de grains (voir ci-dessous).
L’étude des orientations préférentielles est donc un outil utile pour caractériser le mode déformation des cristaux. Par exemple, l’un des facteurs les plus importants pour le quartz est la température de déformation. A basse température, le fluage-dislocation est quasi inexistant, les structures de déformations prépondérantes sont les fractures, l’extinction onduleuse et les kinks-bands. À relativement plus haute température, le fluage-dislocation (déformation plas-tique) devient dominant : les systèmes de glissement basal <a> et sur le plan rhomb sont activés, souvent associés à une recristallisation de type « bulging » (BLG), les bandes de cristallisations sont communes. A plus haute température, le système de glissement prism <a> est préférentiel-lement activé, et le mécanisme de recristallisation se fait majoritairement par rotation des sous-grains (SGR). Encore à plus haute température, l’activité du système de glissement prism <c> domine, et la migration des joints de grains (GBM) est le processus de recristallisation majeur. Les structures en damier (chessboard extinction) sont interprétés comme une combinaison des systèmes basal <a> et prism <c> à HT.
Cependant, si la température semble être le paramètre majeur régissant l’activation des différents systèmes de glissement et les processus de recristallisation, de nombreux paramètres doivent être également pris en compte comme la fugacité de l’eau, la contrainte différentielle, la vitesse de déformation etc...
analyse de l’orIentatIon crIstallographIque
Une des méthodes utilisées pour connaître l’orientation cristalline d’un minéral en lame mince est l’utilisation de l’imagerie en diffraction d’électrons rétrodiffusés (Electron BackScatter Dif-fraction ou EBSD, voir Prior et al., 1999; Bascou et al., 2001; Prior et al., 2009). Sous vide, un faisceau d’électron est envoyé sur l’échantillon (lame mince), les électrons diffractés selon la loi de braggs sont détectés par un écran phosphorescent lui-même situé dans la chambre. Un capteur CCD (Charge-Coupled Device, ou dispositif à transfert de charge) permet d’obtenir un cliché composé d’un enchevêtrement de bandes appelées bandes de Kikuchi, chaque bande re-présentant un plan réticulaire (Fig. 7). Si la structure théorique du cristal est connu, son orienta-tion dans l’échantillon peut être retrouvée automatiquement à l’aide du cliché : les bandes sont tout d’abord localisée à l’aide de transformé de Fourrier : l’intensité et la largeur des bandes sont directement liées à l’espace interatomique du plan considéré, et l’angle entre deux bandes est fonction de l’angle entre les deux plans réticulaires. Le cliché est donc indexé en utilisant
la géométrie des bandes pour obtenir l’orientation correspondante. Un indice de confiance est donné pour chaque nouveau cliché.
Plan de diffraction Ecran phosporescent
Trace du plan de diffraction
Bordures des bandes de Kikuchi
Cone de diffraction des électrons
Faisceau d’électrons
Fig. 7: Formation des bandes de Kikuchi (Dessin EDAX©) et Cliché montrant les bandes de Kikuchi
issue de la diffraction d’un faisceau d’électrons sur un cristal de quartz.
Références
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