Faciès métamorphique "schistes verts"

[trenen23]

En fait le faciès schistes verts peut aussi bien s'obtenir par déshydratation des argiles d'un sédiment (minéraux très hydratés) qui "plonge" métamorphisme prograde que par hydratation d'un basalte dans la lithosphère océanique (le fameux métamorphisme hydrothermal). Certains auteurs ont remarqué que les ophiolites, bien que n'ayant pas plongé possédaient des grabbros à amphibole (hydratés donc).

Serge

[jjnom]

Bonsoir.

Si je me souviens bien, les amphibolites de Chamrousse ne sont pas vraiment d'origine volcanique. Elles font partie d'un complexe ophiolitique, trace supposée d'un plancher océanique de bassin d'arrière arc.

Nicollet démontre que le métamorphisme ayant transformé les basaltes en amphibolites est syn océanique et affirme qu'il n'est pas en relation avec les orogénèses hercynienne ou alpine. On serait donc dans le cadre d'un métamorphisme océanique (pour éviter le terme d'hydrothermal).

Maintenant, un plancher d'arrière arc et un plancher d'océan, ce n'est pas la même chose. La vitesse d'expansion très faible doit permettre aux matériaux de rester chauds longtemps et ainsi bloquer la transformation dans le cadre des conditions PT des amphibolites.

A contrario d'océans rapides ou très étendus, dans lesquels les matériaux pourront continuer leur évolution jusque dans le domaine PT des schistes verts avant, éventuellement, de passer en subduction.

[zunyite]

Oui les roches peuvent passer en effet du faciès "schistes bleus" au faciès "schistes bleus" par métamorphisme rétrograde ...

Mais mon prof de géologie à qui j'ai posé la question (il est docteur en géologie ) refuse de parler de "faciès schistes verts" pour tout métamorphisme hydrothermal même si ces roches sont effectivement vertes ......

de MP/MT..

question pour lui : il classe le metasomatisme en quoi ???

[GENE]

j'ai lu le document de Luc Van Bellingen ...Il parle à la fin de son long exposé de métamorphisme hydrothermal (métasomatose et autométasomatose ) et n'évoque pas si j'ai bien compris , de faciès "schistes verts " pour ces roches où l'on trouve pourtant de la chlorite .

http://www.fossiliraptor.be/introductiongeologiegenerale.htm

.Ci dessous , définition de Wikipédia ....

La métasomatose, appelée métasomatisme, est un processus diagénétique (diagenèse) ou métamorphique par lequel il y a, dans un élément au sein d'une roche, remplacement d'un minéral par un autre, atome par atome, molécule par molécule. Ce processus est consécutif de la circulation de fluides réactifs dans le matériau rocheux, induisant un apport externe ou un départ de certains éléments chimiques (Na, K, Ca, Si ...). En règle générale, le phénomène est lent et permet la conservation de la forme initiale de l'élément pétrographique concerné. Par exemple la calcite se remplaçant progressivement en dolomie.

L’autométasomatisme affecte des masses rocheuses encore plus importantes (un ou plusieurs kilomètres), roches magmatiques sous l'influence des fluides provenant du réservoir magmatique (par exemple la serpentinisation des péridotites, la kaolinisation et la tourmalinisation de certaines roches granitiques) ou roches volcaniques sous l'influence de fumerolles (telle la propylitisation (en) qui transformation la biotite ou les amphiboles en chlorite, épidote, calcite, etc.).

[zunyite]

justement c'est tout le problème : les notions évoluent et ne sont pas figées (heureusement) et un grand nombre de facies classés en hydrothermal ou en métamorphique sont issus de métasomatose : même température, même pression et même resultat (en particulier pour la métasomatose magnesienne ou pour la muscovitisation !)

[GENE]

oui tout cela est bien complexe ...Merci pour les réponses

[GENE]

Si, les amphibolites de Chamrousse sont tout à fait d'origine volcanique puisque elles sont issues de basalte de type tholéïtique ( plancher océanique )...et les orthoamphibolites de l'unité de Rioupéroux /Livet ( proche de Chamrousse ) résultent de basalte alcalin , signe de volcanisme intre-continental...

Ci joint schéma de l'évolution géodynamique ..

[jjnom]

Bonjour,

Rédaction maladroite de ma part. J'aurai du dire n'est pas que volcanique car j'associe volcanique à effusif.

Or, les ophiolites genre Chamrousse ou Chenaillet sont des ophiolites de dorsale lente (LOT) avec relativement peu d'effusif et beaucoup de grenu.

D'après le document ci-avant, on aurait 2 métamorphismes cadomiens, l'un, syn océanique de type hydrothermal, lié au départ d'une partie du plancher de l'arrière bassin en subduction et le second qui métamorphiserait les basaltes en amphibolites après repli de la série suite à un sous-charriage.

Modèle repris ici: http://fr.scribd.com/doc/122425994/Geologie-de-Belledonne

Questions:

- A t'on besoin d'envisager la subduction d'une partie du plancher du bassin pour expliquer un métamorphisme hydrothermal qui semble habituel pour toutes les lithosphères océaniques?

- Il me semble aussi trouver une contradiction avec le site web de Nicollet qui ne semble pas envisager un polymétamorphisme...

Mais bon, je n'ai pas encore tout digéré. Ca ira peut-être mieux après la sieste.

Riouperoux-Livet correspondrait à des venues effusives survenues en domaine de marge lors d'un rifting qui a donné naissance au domaine océanique de Chamrousse.

Un lien qui vous en dira long sur le métamorphisme océanique: http://www.geologues-prospecteurs.fr/cours/metamorphisme-geodynamique/metamorphisme-geodynamique.pdf au chapitre 15.

Après lecture, les choses me semblent claires pour les dorsales rapides mais pour les dorsales lentes, ça me semble bien moins net.

Grosso modo, Nicollet parle d'hydratation jusque 600m de profondeur, de faciès schistes verts et amphibolites en dessous, ceux-ci en relation avec la profondeur et la distance à la dorsale. En-dessous de 6 km, il estime qu'on ne peut plus parler de métamorphisme hydrothermal, la perméabilité des roches à cette profondeur interdisant une influence de l'eau de mer.

Aucune mention de métasomatisme au sens échange de fluides entre roches ou roche-réservoir magmatique. L'eau de mer serait quasi le seul fluide dans la partie hydro de hydrothermal. Mais elle représenterait un apport notable de magnésium pour la lithosphère océanique.

[GENE]

bonjour ..Merci pour vos réponses .Je vais consulter les sites que vous proposez jjnom ..J'envoie en copié collé cet article de Luc Van Bellingen sur les roches métasomatiques

Les roches métasomatiques

Le métasomatisme est un phénomène d'altération ou de transformation des roches qui implique leur enrichissement en certaines substances apportées de l'extérieur; cet enrichissement peut être accompagné d'une perte de plusieurs autres substances présentes initialement dans les roches. Ces échanges d'éléments se produisent grâce à la présence d'une phase fluide, gazeuse ou liquide, qui imprègne les roches. Durant ces phénomènes, qui aboutissent à un changement des compositions minéralogique et chimique des roches ainsi qu'à la substitution partielle ou complète d'une roche par une autre, la dissolution et la recristallisation des éléments ont lieu presque simultanément, de telle manière que les roches conservent toujours l'état solide.

Par le passé, certains auteurs ont soutenu que le métasomatisme jouait un rôle fondamental dans la genèse de roches métamorphiques comme les gneiss, les migmatites, les schistes à glaucophane, etc. Actuellement, à la suite de la mise en évidence des lois de la métasomatose par D. S. Korjinskyi, on considère généralement que les métamorphismes régional et thermique sont essentiellement des phénomènes isochimiques au cours desquels la composition chimique globale des roches ne change pas, et que le métasomatisme n'est important que localement. Il est vrai que même lors du métamorphisme isochimique des roches certains échanges d'éléments se produisent, mais à une échelle très limitée, millimétrique, au contact entre deux cristaux, par diffusion à travers les cristaux à l'état solide. De plus, lors du métamorphisme isochimique, des quantités limitées d'eau et de gaz carbonique peuvent être introduites dans les roches et entrer dans la composition de certains minéraux de basse température, ou bien ces substances peuvent être expulsées des roches au cours d'un métamorphisme de haute température; cependant, ces échanges d'éléments volatils ne sont généralement pas considérés comme des phénomènes métasomatiques.

Par contre, durant le métasomatisme, les échanges se produisent entre une roche et une solution, ou entre deux roches de compositions différentes, et affectent des couches ou des masses rocheuses d'extension beaucoup plus grande. Les changements métasomatiques impliquent un mouvement de matière sur des distances assez considérables, rendu possible grâce à des fluides circulant à travers les roches. Ces fluides proviennent généralement d'intrusions magmatiques voisines; les substances métasomatisantes sont contenues en solution dans l'eau (métasomatisme hydrothermal), ou forment une phase gazeuse complexe avec la vapeur d'eau à température supérieure à la température critique de l'eau (métasomatisme pneumatolytique).

Le terme d'autométasomatisme désigne les changements de compositions minéralogique et chimique des roches magmatiques, produits par des fluides provenant du réservoir magmatique lui-même dans lequel est contenue ou duquel est issue la masse rocheuse à peine consolidée et se trouvant encore à une température élevée; il s'agit donc des derniers résidus fluides du magma, constitués essentiellement d'eau. Des phénomènes autométasomatiques peuvent également se produire dans les roches volcaniques sous l'influence de fumerolles (propylitisation : transformation des minéraux basiques originels des basaltes en chlorite, épidote, calcite, etc.). Les phénomènes autométasomatiques affectent des masses rocheuses très importantes, atteignant un ou plusieurs kilomètres, alors que les phénomènes métasomatiques proprement dits sont limités à quelques dizaines de mètres. Les phénomènes autométasomatiques les plus importants sont la serpentinisation des péridotites, la kaolinisation et la tourmalinisation de certaines roches granitiques.

Les roches métasomatiques sont fréquemment associées aux roches du métamorphisme thermique isochimique. On les distingue parfois difficilement de celles-ci et la détermination de leur origine demande des analyses minéralogiques et chimiques approfondies. Cependant, elles s'en différencient par certains caractères, en particulier par leur composition minéralogique qui ne comporte fréquemment qu'une ou deux espèces minérales seulement, et par la distribution zonée des associations minérales que l'on y observe.

La forme, la dimension et la disposition des corps de roches métasomatiques dépendent en grande partie de la structure géologique et tectonique de la région (fractures, failles, etc.). A la différence des roches du métamorphisme thermique, même si elles se sont formées au contact avec une roche intrusive, elles ne forment pas une auréole continue autour des massifs intrusifs, mais affleurent en corps irréguliers et discontinus et peuvent exister loin du contact lui-même.

Le remplacement métasomatique se produit généralement sans changement de volume de la roche affectée, et l'espace nécessaire à la précipitation d'un nouveau minéral est proportionné par la dissolution simultanée d'un minéral substitué (loi des volumes constants de W. Lindgren, 1933). Ce phénomène est montré, en particulier, par la conservation des contours des cristaux de pyroxène et d'olivine dans les serpentinites, de la structure ophitique des diabases après leur remplacement par des minéraux kaoliniques, etc.

Dans le cas du métamorphisme isochimique (de contact ou régional), c'est-à-dire d'un système fermé, la proportion finale de chacun des constituants est égale à sa proportion initiale dans la roche, excepté pour les constituants volatils tels que l'eau et le gaz carbonique. Dans ce cas, la règle des phases permet de déterminer combien de minéraux différents se formeront lors des réactions chimiques si l'on connaît le nombre de constituants indépendants et le nombre de conditions physiques susceptibles de varier sans que les produits des réactions changent : le nombre de minéraux produits lors des réactions métamorphiques est égal au nombre de constituants indépendants prenant part aux réactions.

Au contraire, dans le cas des roches métasomatiques, un ou plusieurs constituants peuvent être échangés avec l'extérieur de la roche : il s'agit là d'un système ouvert ou partiellement ouvert. D. S. Korjinskyi (1959) a montré qu'il est possible d'appliquer la règle des phases à ces roches et de connaître le nombre de minéraux résultant des réactions métamorphiques, à condition de ne considérer comme constituants indépendants que les constituants dont la proportion finale est égale à la proportion initiale (constituants dits inertes). Par opposition, on appelle constituants mobiles ceux qui sont échangés avec l'extérieur de la roche par suite des différences de potentiel chimique existant entre deux roches contiguës ou entre une roche et une solution chimiquement incompatibles, à température et pression déterminées. L'échange tend à égaliser les potentiels chimiques des différents constituants des deux milieux.

La proportion finale d'un constituant mobile dans une roche métasomatisée n'est pas fonction de sa proportion initiale dans la roche, mais de l'activité chimique du constituant dans le milieu adjacent. Pour chaque constituant mobile, le système a un degré de liberté supplémentaire, qui est la concentration variable de ce constituant. Pour un seul constituant mobile, la variance est donc égale à 3 (pression, température et concentration du constituant mobile), et le nombre de minéraux produits au cours des réactions est égal au nombre de constituants total moins un. Pour deux constituants mobiles, la variance est égale à 4, et le nombre des phases est égal au nombre de constituants total moins deux. D'où l'on déduit que, dans le cas d'un système ouvert, le nombre des phases produites au cours des réactions est égal au nombre total de constituants moins le nombre de constituants mobiles, c'est-à-dire que le nombre de phases est égal au nombre de constituants inertes.

Ce qui précède explique pourquoi les roches métasomatiques sont généralement constituées par des associations mono- ou biminérales, même si dans la composition des minéraux qui les constituent il entre un plus grand nombre de constituants. Par exemple, Korjinskyi a observé dans des roches métasomatiques de Sibérie la présence de seulement trois minéraux ou phases : diopside-phlogopite-scapolite, ou scapolite-phlogopite-spinelle, ou encore diopside-scapolite-orthose, alors que la composition de ces minéraux fait intervenir un nombre plus grand de constituants : les oxydes de magnésium, de calcium, de potassium, de sodium, de fer bivalent, l'anhydride sulfurique, l'eau et le gaz carbonique. Seuls trois de ces constituants sont demeurés inertes lors des réactions métamorphiques.

De plus, les différents constituants ont des mobilités, ou vitesses de dissolution, diverses. Par exemple, le fer est dissous beaucoup plus facilement que la silice : cela conduit à la formation de différentes zones, caractérisées par des compositions minéralogiques différentes, chaque zone possédant un nombre déterminé de constituants mobiles et inertes durant le métasomatisme. Le passage d'un constituant de l'état inerte à l'état mobile, dû à la différence de concentration de ce constituant dans les deux milieux adjacents, détermine un changement de variance du système et par conséquent un changement du nombre de phases, c'est-à-dire la dissolution d'un minéral. Il se forme des zones de compositions minéralogiques différentes, dont les limites brusques correspondent au passage d'un constituant de l'état inerte

[zunyite]

la description est relativement correcte et d'actualité !

[GENE]

jjnom ..Je connaissais le premier lien , l'avais déjà consulté mais avais un peu oublié certaines choses comme la présence de l'arrière arc dans la région de Chamrousse (subduction ayant eu lieu au sein même de l'arrière arc !! )..

Merci pour le lien concernant le livre de Nicollet ..On a le bouquin dans la bibliothèque de notre cercle ... je vais donc le consulter mais je connais un peu les théories de Nicollet : je viens de lire son dernier ouvrage de vulgarisation sur les témoins des océans au sein des montagnes ..Ce qui me déstabilisait c'est que certaines de ses descriptions contredisent pas mal celles de mon prof de géologie ..Raison pour laquelle j'ai ouvert ce sujet !!

Merci à ceux qui me donnent leur avis ...

[jjnom]

Bonsoir,

Après avoir potassé un peu plus d'articles:

1) Le métamorphisme océanique semble être assez largement reconnu. Faciès type schistes verts mais amphibolites possible plus bas (plutôt dans les domaines à dorsale rapide, à croûte plus épaisse).

Voir: les auréoles d'amphibole autour des pyroxènes du Chenailet .

2) Chamrousse. Ophiolites de bassin d'arrière arc (tholéites) d'âge cambrien sup. Confirmés par l'âge des plagiogranites qui démontrent des phénomènes de fusion dans la lithosphère. Métamorphisme syn océanique lié à des déformations ductiles au niveau des gabbros. Pas vu de mention d'une évidence de métamorphisme hydrothermal + métamorphisme en milieu ductile bien que l'eau a du intervenir pour générer les plagiogranites.

Obduction probablement au Dévonien.

Amphibolites a tous les étages dans le complexe ophiolitique. Signature d'un épisode métamorphique barrowien vers le Viséen.

Pas su deviner pourquoi les amphibolites étaient plus représentées à la base de l'unité. Plus bas, plus de P et plus de T, bêtement? Semelle métamorphique?

3) Rioupeyroux-Livet: autre bassin d'arrière-arc en cours d'ouverture au Dévonien sup-Carbonifère inf ce qui explique la variété des magmas (en partie océaniques, en partie continentaux). Donc pas de relation avec les ophiolites de Chamrousse, à part leur proximité. Je vais corriger, si j'y arrive,le message 33. Les dépôts de cette unité sont affectés aussi par le métamorphisme Viséen.

J'ai vu passer au moins 4 modèles de reconstitution de l'évolution de la chaîne hercynienne au niveau des massifs cristallins externes des Alpes. Le moins qu'on puisse dire, c'est qu'il y a de la variété...cependant, la subduction intraocéanique de lithosphère du bassin de Chamrousse n'est reprise dans aucune publication "professionnelle". Qui plus est la position de série inversée est mise en doute: voir site GéolAlp.

[GENE]

merci pour toutes ces infos