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3) Étude Thermobarométrique

Le degré de métamorphisme* peut être caractérisé par un assemblage métamorphique* (revoir la 1ère page). Les minéraux composant l'assemblage métamorphique sont par définition en équilibre. Cet équilibre est caractérisé par plusieurs paramètres dont la chimie de la roche et de ses minéraux, la présence de fluides, la pression et la température. Cet équilibrage correspond généralement au maximum de température, point appelé "pic du métamorphisme*".	L'étude thermobarométrique* conventionnelle par équilibres multiples utilise les lois de la thermodynamique ainsi qu'une base de donnée afin de générer des courbes d'équilibre ou de réaction minéralogique (apparition/disparition et transformation de minéraux) dans un espace pression-température (P-T). L'intersection des différentes réactions déterminées permet de déterminer plus ou moins précisément des conditions P-T.	Détermination des conditions Pression-Température dans les Alpes Lépontines (Engi, Todd & Schmatz 1995)
Plus d'info sur le web: TWQ (R. Berman), Practical aspect of Mineral Thermobarometry (D. J. Waters), THERMOCALC (T. Holland and R. Powell)

Résultats Pression-Température pour les micaschistes de l'Alpe Larecc
et comparaison avec les températures estimées par les isotopes de l'oxygène (quartz-aluminosilicates). Erreurs non représentées sur la figure: maximum ±1 kbar, ±50°C pour TWQ et TC; env. 50°C pour la thermométrie par les isotopes de l'oxygène.

L'étude thermobarométrique* s'est faite sur la comparaison de deux bases de données, THERMOCALC 3.1 (Holland & Powell 1998 [référence] - 2002 [web]) et TWQ 2.02 (Berman 1988 [référence] - 1997 [web]).

Ces deux bases de données utilisées ont permis une quantification des conditions du pic du métamorphisme dans les micaschistes* et paragneiss* (tous les échantillons sont à grenat, staurotide et disthène) aux environs de 620 à 650 °C et 8 à 10 kb (= 0.8 à 1 GPa, 23 à 28 km de profondeur). Ces conditions sont cohérentes par rapport à l'assemblage minéralogique (triangle de coexistence de grenat, staurotide et disthène dans la figure ci-contre). Les résultats de TWQ fournissent des températures légèrement inférieures (d'environ 50°C), mais des pressions comparables.

Les températures estimées sont comparables à celles déterminées par Engi, Todd et Schmatz (1995 [référence], figure ci-dessus). En revanche les pressions sont plus élevées dans notre travail, probablement dû au fait que Engi et al. ont travaillé avec la première version de TWQ. En reprenant nos analyses minérales avec la première version, nous obtenons des pressions plus faibles (de 1 à 2 kb plus basse, résultats non présentés ici).

Une autre méthode de thermométrie se base sur la détermination du rapport isotopique de l'oxygène (16 et 18, méthode du "d18O") de quelques couples de minéraux pour permettre de calculer la température d'équilibre. Cette méthode a été utilisée pour les veines de quartz à aluminosilicates dont l'assemblage minéralogique* est trop faible pour estimer les conditions P-T par thermobarométrie conventionnelle. Les couples de minéraux utilisés sont quartz-aluminosilicate (disthène et andalousite). Une comparaison a été faite avec trois autres roches encaissantes avec les couples quartz-disthène et quartz-grenat.

Dans les deux cas (veines et roches encaissantes), les couples quartz-aluminosilicates donnent des températures comparables à celles déterminées pour le pic de métamorphisme. A cette température et à une pression supérieure à 3 kb, la présence d'andalousite est peu probable. Ce minéral s'est donc probablement formé lors du trajet retrograde* (transformation polymorphique* disthène => andalusite, avec conservation du rapport isotopique, discuté dans notre publication [référence]) lors du trajet rétrograde* tout en préservant le rapport isotopique du disthène. Les couples quartz-grenats donnent des températures de l'ordre de 500-540 °C. Dans ce cas, il peut s'agir de la température d'apparition du grenat ou une température intermédiaire entre le début et la fin de cristallisation du grenat.

Résultats des températures obtenues par la thermométrie par les isotopes de l'oxygène (méthode, calibration : Sharp 1992, 1995)

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