Académie de Rennes - SVT - GRF métamorphisme

LA MEMOIRE STRUCTURALE ET CHIMIQUE
D'UNE ROCHE METAMORPHIQUE :
L'amphibolite de Guernéhué

Jocelyne BOURRIE - Maryse CARIOU - Michèle DEWITTE - Dominique GLOAGUEN - Nathalie TOURON
avec la participation de Claude AUDREN chercheur au CNRS, Rennes et Claude TRIBOULET, chercheur au CNRS, Paris.
(photographies des auteurs - droits réservés)

Problème scientifique : Comment reconstituer le cheminement P,T d'une roche métamorphique au cours du temps.
Objectifs :
- Etablir une chronologie relative à partir d'un objet géologique à petite échelle : la lame mince ou son substitut.
- Comprendre les différentes étapes d'élaboration du chemin PTt et l'exploiter.
Niveau : TS

EXERCICE.

Comment une roche métamorphique peut-elle révéler une partie de son histoire ?
La roche à l'étude est une amphibolite de la région de Guernéhué, roche métamorphique de l'estuaire de la Vilaine.

L'amphibolite est une roche vert sombre essentiellement constituée d'amphibole (minéral automorphe, en prisme allongé pouvant matérialiser des plans de schistosité), de plagioclase (minéral ici xénomorphe c'est à dire sans forme privilégiée) et d'épidote (minéral accessoire, ici sous forme de grains).

Document 1 : Lame d'amphibolite vue au microscope, en lumière naturelle.

En utilisant des arguments géométriques que vous citerez, recherchez et proposez un ordre de cristallisation pour les minéraux constitutifs de cette roche.

Que ressort-il de l'histoire de la roche après cette simple analyse géométrique ?

Des analyses chimiques faites dans les amphiboles, ont permis de déterminer les valeurs de Pression - Température régnant lors de leur formation.
Le document 2 vous donne d'une part les sites d'analyse à l'échelle de la lame et d'autre part, les valeurs de Pression - Température correspondantes.

Placez sur un diagramme P T les valeurs qui vous sont données.

En tenant compte de la chronologie relative établie en 1, des informations concernant les phénomènes de cristallisation (document 2c), reliez les points à l'aide de flèches colorées.
En pointillé, tracez le chemin P-T-t suivi par la roche depuis sa formation jusqu'à son échantillonnage en surface.

A l'aide des informations ainsi réunies, reconstituez les étapes de formation de l'amphibolite (minéralogie et structure).

Document 1 : lame d' Amphibolite observée en lumière analysée - polarisée .

A : Amphibole

P : Plagioclase

E : Epidote

Document 2 : Analyse à la microsonde. Valeur P-T.

a - localisation des points analysés dans les amphiboles.

b -valeurs des pressions et températures déterminées à partir des analyses.

Site	Q	M	T	Y	E	R	D	X	S	N	P	L	F	B	O
Pression Kb	4.0	4.8	5.6	6.4	7.2	8.8	8.4	8.0	7.6	7.5	6.8	7.2	6.2	5.6	6.7
Température °C	320	360	410	450	460	620	615	660	580	570	560	550	510	450	530

c - données complémentaires :

la cristallisation débute par un "germe ", puis le réseau cristallin s'accroît du centre vers la périphérie
pour une espèce minérale donnée les "germes" ne se forment pas tous en même temps lors d' une phase de cristallisation , par suite les minéraux d' une même espèce minérale , d'une même génération ne sont pas tous synchrones .

Origine : FRANCE - Académie de Rennes - site SVT - http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt