Fluides métamorphiques et transfert de matière : approche expérimentale et étude des veines de haute pression-basse température de Vanoise

par Anne Verlaguet

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace. Sciences de la terre

Sous la direction de Bruno Goffé.

Soutenue en 2006

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Lors de l'orogenèse, les réactions métamorphiques de déshydratation produisent d'importantes quantités de fluide aqueux dont les veines métamorphiques sont les témoins. Deux questions majeures se posent : (1) les veines métamorphiques sont-elles le résultat de circulations de fluide en système ouvert ou d'interactions locales fluide-roche en système fermé ? (2) L'Al, élément majeur peu soluble, est-il de ce fait immobile dans les roches ? Nous avons couplé une étude pétrologique des métabauxites karstiques de Vanoise et une étude expérimentale (système double capsule) associée à la modélisation thermochimique des équilibres fluide-minéraux. Les expériences montrent que l'Al est mobile dans les processus métamorphiques, préférentiellement transféré vers les phases néoformées du fait de sa faible solubilité. La cristallisation de phases alumineuses en réponse aux fluctuations des conditions du milieu (e. G. , P, T, contrainte) est cependant insuffisante pour expliquer l'abondance des cristallisations des veines. En Vanoise, les différentes générations de veines sont le résultat d'interactions en système fermé entre la roche et le fluide produit lors des réactions de déshydratation (13-16 % du volume de la roche) et n'impliquent pas la circulation de fluide externe. Parfois, les minéraux correspondent aux produits de réactions métamorphiques. Les mécanismes de pression-dissolution dans les zones sous contrainte peuvent entraîner la dissolution préférentielle des minéraux de plus fort volume molaire dans la matrice. La nature des sites de nucléation et les énergies d'interfaces fluide-minéraux sont des moteurs potentiels du transfert sélectif des minéraux vers les veines.

  • Titre traduit

    Metamorphic fluids and mass transfer : experimental approach and study of high pressure-low temperature veins from Vanoise


  • Résumé

    During orogenesis, large quantities of aqueous fluid are produced by dehydration metamorphic reactions. Metamorphic veins can be considered as traces of this fluid in rocks. Two major questions arise: (1) are metamorphic veins the result of external fluid circulations in open systems, or resulting from local interaction between the rock and the dehydrating fluid in a closed system? (2) Is Al an immobile element because of its low solubility? We realized both a petrologic study of karstic metabauxites from Vanoise (French Alps) and an experimental study (tube-in-tube setup) coupled to thermochemical modeling of fluid-mineral interactions. Experiments show that Al is a mobile element in metamorphic processes, and is preferentially transferred to secondary phases due to its low solubility. However, the amount of Al-rich phases precipitated in response to P, T or stress fluctuations is insufficient to explain the abundant crystallizations observed in veins. In Vanoise, several generations of veins are observed: they result from closed system interactions between the rock and the fluid produced along dehydration reactions (13-16 % of rock volume) and do not require external fluid circulations. Some vein crystallizations correspond to the products of metamorphic reactions. Pressure-solution mechanisms in high-stress zones can drive preferential dissolution of minerals with high molar volume. The nature of nucleation sites and the energies of fluid-mineral interfaces can potentially drive selective mineral transfer towards veins.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (303 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 263-284

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)152
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