La limite diagenese-metamorphisme dans les roches pelitiques : etude par diffraction des rayons x et par decomposition des spectres, de l'illite et des mineraux interstratifies illite/smectite

par MOHAMED GHARRABI

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de J.-P. SAGON.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

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  • Résumé

    La definition d'une limite entre les domaines diagenetique et metamorphique est debattue depuis longtemps. Differentes approches ont ete utilisees pour decrire cette limite: reactions minerales telles que l'apparition de la pyrophyllite, cristallinite de l'illite, structures des roches (developpement de la schistosite). Le but de cette etude est de caracteriser la transformation des argiles illitiques durant cette transition. L'etude des raies (001) et (003) de l'illite et des interstratifies illite/smectite, par diffraction des rayons x et par la methode de decomposition des spectres, permet dans ce travail de definir les transformations qui affectent ces phases minerales dans la transition diagenese profonde metamorphisme de bas degre. Les roches etudiees sont des pelites d'age paleozoique montrant des stades d'evolution correspondant a cette transition et caracterisees en temperature. Elles proviennent du bassin de l'illinois (usa), de la cornouaille (cornwall, angleterre), de la bretagne (france), de l'anti-atlas et du bassin du haouz-oriental (maroc). L'evolution des argiles illitiques dans la transition diagenese metamorphisme de bas degre a pu etre decrite en trois stade: 1) le stade de la diagenese tres avancee ou la population de particules illitiques est composee des phases suivante: la phase interstratifiee illite/smectite (i/s), l'illite finement cristallisee (pci) et l'illite en gros grains (wci). La composition des particules interstratifiees i/s, a 95% d'illite environ, change tres peu a faible temperature, meme sur une periode de temps longue. Le changement le plus important a ce stade est la reduction de la proportion relative de cette phase. Ces particules i/s, tres riches en illite (<5% de smectite), se dissolvent pour alimenter la croissance des particules pci et wci, sans qu'elles atteignent le terme ultime de leur conversion qui serait une composition de 100% d'illite. Les particules d'illite finement cristallisee (pci) contiennent encore des couches de smectite dans leur structure. Cette presence de couches de smectite dans la structure de l'illite finement cristallisee peut etre consideree comme l'une des caracteristiques des conditions diagenetiques. Dans les bassins affectes par la tectonique, les particules i/s persistent mais en faible proportion. Les particules illitiques dans ce cas sont de plus grande taille. 2) le deuxieme stade, correspondant a l'anchizone, est caracterise par la disparition de la phase i/s. Cette disparition, est liee a un flux thermique plus eleve. En outre, il y a perte totale des couches de smectite dans la structure des differentes populations de grains illitiques. L'illite finement cristallisee (pci), depourvue de couches de smectite, presente un domaine de diffraction coherente de taille faible (6-14 couches). Ainsi, la formation d'illite finement cristallisee depourvue de couche de smectite peut etre consideree comme un critere du debut du metamorphisme. 3) un dernier stade, qui correspond a l'epizone, ou ne subsiste qu'une seule population de particules d'illite (ou probablement de micas) presentant un grand domaine de diffraction coherente. Les pics de diffraction des rayons x peuvent etre decrits a ce stade avec une seule courbe de forme lorentzienne (67%l) pour la raie (003) et deux courbes lorentzienne (67%l) et gaussienne (100%g) pour la raie (001). En terme de genese cristalline, les derniers stades de la reaction de conversion de la smectite en illite sont caracterises par la disparition des interstratifies i/s tres riches en illite (95% d'illite). L'illite finement cristallisee, dans le stade diagenetique, contient toujours des couches de smectite. Ces phases smectitiques recristallisent sous l'effet de la temperature pour former de petits cristaux micaces depourvus de smectite. Ces petits grains de mica vont croitre pour former des cristaux plus gros, caracteristiques d'un assemblage metamorphique


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Informations

  • Détails : 293 P.
  • Annexes : 141 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 1995 91
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1995
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