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Métamorphisme (suite)

 

V.-  AGE ET CONDITIONS DE PRESSION ET DE TEMPERATURE DU METAMORPHISME

 

                1. AGE DU METAMORPHISME

 

                Il faut rappeler que les amphiboles sodiques (alumineuses) ainsi que la lawsonite découvertes à Amorgos proviennent d'éléments du conglomérat triasique.

                Plusieurs arguments rendent cependant très peu probable l'éventualité d'un métamorphisme antérieur au dépôt de ce conglomérat:

                1°) On ne connaît pas de métamorphisme HP-BT hercynien (ou plus ancien) en Méditerranée orientale;

                2°)  La ferrocarpholite, minéral lui aussi lié à des pressions assez élevées, n'a pu se former qu'après le dépôt de la bauxite (d'âge probablement crétacé);

                3°) Les amphiboles sodiques apparaissent dans de nombreuses lames orientées suivant la schistosité primaire (pénétrative) S1, elle-même liée à la première phase plicative alpine.

                Le métamorphisme HP-BT, bien caractérisé du fait de la composition appropriée de certaines roches (souvent éléments d'un conglomérat), est donc certainement alpin; l'étude des relations entre les cristaux néoformés et la microtectonique nous conduit à le considérer comme contemporain de la première phase de déformation ayant affecté les terrains d'Amorgos, dont l'âge est post-éocène moyen.

 

                2.  DETERMINATION DES CONDITIONS DE PRESSION ET DE TEMPERATURE

 

                La présence de glaucophane et de lawsonite dans les terrains d'Amorgos nous a permis de ranger le métamorphisme qui les a engendrés, en première approximation, dans le type HP-BT.

                Il convient maintenant de préciser davantage les conditions de pression et de température qui ont prévalu, en donnant, pour ces deux paramètres, les fourchettes de valeurs les plus restreintes possible.

                Pour cela, nous reprendrons un certain nombre d'observations exposées dans les paragraphes précédents, et les intégrerons dans différents diagrammes de stabilité de minéraux ou d'assemblages minéraux existant dans la littérature pétrologique.

                a) La présence d'albite dans de nombreuses lames minces montre que ce minéral n'a pas atteint le seuil de dissociation

                                                                albite     jadéite + quartz

(le pyroxène n'est d'ailleurs jamais observé).

                On se trouve donc au-dessous de la courbe P-T correspondante, établie par T.J.B. HOLLAND (1980) (courbe (1) du diagramme de la figure 120 A).

                b) La présence de lawsonite (LM. 690) permet d'inclure le domaine possible des pressions et des températures du métamorphisme dans les limites de stabilité de ce minéral  (courbe (2) du diagramme, d'apès H.G. WINKLER, 1975) (cf. fig. 112).

                c) On n'observe jamais dans une même roche la coexistence de la lawsonite et du glaucophane; ce fait est-il dû au hasard de l'échantilonnage ou bien revêt-il une signification quant aux conditions physiques du métamorphisme?

                d) Dans l'échantillon LM. 690, on remarque, outre les petites tablettes de lawsonite, la chlorite et l'albite, de très petits cristaux d'une amphibole verte évoquant une actinote. Or le glaucophane/crossite peut se former, pour certaines conditions P et T, à partir de la chlorite, de l'albite et de la trémolite, suivant la réaction:

                                               trémolite + chlorite + albite = lawsonite + glaucophane

La courbe d'équilibre de cette réaction est la courbe (3) du diagramme de la figure 120 A (d'après L.L. PERCHUK & L.Y.A. ARANOVICH, 1980).

                Ainsi dans la roche en question (élément du conglomérat triasique), les conditions chimiques d'une coexistence lawsonite-glaucophane seraient donc remplies; cela montre que la pression n'a pas été suffisamment élevée pour produire cette réaction.

                e) La présence du glaucophane permet de fixer une limite inférieure des conditions de pression du métamorphisme vers 4 kbar, conformément à la courbe (4), qui représente la limite absolue de stabilité de ce minéral (W.V. MARESCH, 1977, cf. fig. 108).

                f) L'existence de la pumpellyite (éch. LM. 327), en présence de chlorite et de quartz, restreint le domaine possible des températures suivant la courbe (5) (d'après K.H. NITSCH, 1971) dans la mesure où ce minéral s'est bien formé en même temps que les autres minéraux du métamorphisme (n'étant pas orienté par une schistosité, il pourrait avoir été engendré lors de la rétromorphose ultérieure).

                g) Dans le diagramme de la figure 120 A, nous avons représenté les courbes de stabilité de la phengite en Si3,6 et de celle en Si3,5 (courbes (6) et (6'), d'après B. VELDE, 1967, cf. fig. 117). Ces courbes, nous l'avons dit, sont extrapolées pour des pressions supérieures à 2 kbar; il convient donc de les utiliser avec réserve. Par ailleurs nous n'avons procédé qu'à deux déterminations de l'indice x de Si (échantillon LM. 570 B: x = 3,581 et 3,637).

                En conséquence, il nous a paru raisonnable de limiter les conditions physiques du métamorphisme au domaine représenté avec un figuré pointillé sur le diagramme.

Valeurs extrêmes des paramètres:                 5 à 7,5 kbar pour la pression,

                                                                           270 à 370°C pour la température,

ce qui donne les valeurs moyennes suivantes:

                                                                           6-6,5 kbar

                                                                           320°C.

                h) Ce résultat est tout à fait compatible avec la présence de ferrocarpholite qui, bien qu'existant en Crète orientale dans les conditions d'un métamorphisme moins intense, peut très bien se maintenir à des températures et des pressions plus élevées.

 

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