Diagenèse des minéraux argileux dans la marge passive cévenole (forage G. P. F. Balazuc 1, France) : structure cristalline, morphologie, composition isotopique, datation K-Ar et inclusions fluides

par Christophe Renac

Thèse de doctorat en Matériaux, minéraux

Sous la direction de Alain Meunier.

Soutenue en 1994

à Poitiers .

mots clés

• Phyllosilicates
• Géochronologie
• Isotopes stables

Résumé

Les formations kimmeridgiennes a stephaniennes du forage ba1 (bassin du sud est de la france) contiennent des phases argileuses interstratifiees ordonnees illite/smectite dont le pourcentage d'illite croit avec la profondeur (60 a 100% d'illite). A partir des pourcentages d'illite, une modelisation des transformations argileuses, basee sur deux reactions en chaine (r=0->r=1->illite) (velde & vasseur, 1992), a ete realisee. Ce modele cinetique de maturation des argiles indique une erosion comprise entre 1500 et 2000 m, mais l'ajustement des valeurs est mediocre pour des pourcentages d'illite >80% (>1100 m). Les fractions argileuses (,,2 et 0,2-2 m) situees sous -1100 m ont fait l'objet d'analyses isotopiques (#1#80 et #2h), geochronologiques (k-ar) et morphologiques (,,2 m). Les resultats de cette derniere montrent, dans un premier temps la croissance preponderante des grandes particules allongees constituees de formes illitiques metastables, puis la croissance de grandes particules allongees et isometriques plus stables et plus illitiques. Les datations k-ar (,,2 et 0,2-2 m) montrent des teneurs en k et ar et des ages differents. Pour la fraction a ,,2 m les differentes representations des teneurs en k et ar indiquent un evenement geologique age de 145 ma (-1100 et -1558 m). Cet age ne correspond pas a l'age d'enfouissement maximal de la serie (<75 ma), mais a l'age moyen de la fraction argileuse. La difference de l'age stratigraphique et de l'age k-ar est donc proportionnelle a la duree moyenne de maturation des argiles. Pour les fractions grossieres, la taille des particules induit une retention de l'argon radiogenique superieure a la fraction ,,2 m et des ages conventionnels plus vieux. L'ensemble des mesures isotopiques (k-ar, #1#8o et #2h) signalent aussi deux zones diagenetiques differentes situees de part et d'autre de -1600 m. Les mesures microthermometriques et isotopiques (#3#4s et #1#8o) indiquent des fluides de composition et d'origine differentes dans ces deux niveaux. A partir des intensites relatives des interstratifies i/s ordonnes et des durees moyennes de maturation (-1100 a -1558 m), un modele de transformation base sur une reaction en chaine a ete propose. Les parametres de ces transformations indiquent une reaction d'illitisation debutant vers 100c, ce qui correspond au domaine d'apparition des interstratifies r>1

Titre traduit

Diagenesis of clay minerals in the cevenole passive margin (g. P. F. Borehole, balazuc 1, france): crystalline structure, morphology, isotopic composition, k-ar dating and fluid inclusions

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