Discussion des résultats, confrontation aux observations géologiques

Au terme de ce travail, essayons de faire pour le lecteur géologue une synthèse des principaux résultats utiles pour lui, avec au besoin quelques redites par rapport au texte qui précède. Nous ne reprendrons pas en détailla description d’exemples de roches formées par les phénomènes de réaction et transport par infiltration qui nous intéressent dans ce travail. Nous pouvons en rappeler certaines caractéristiques: les roches se transforment très souvent par étapes, visibles dans l’espace, et définissant des zones séparées par des limites nettes ou  la composition minéralogique et chimique des roches de part et d’autre. A l’intérieur des différentes zones, on peut aussi observer des variations spatiales continues des compositions des minéraux et des roches. Ces différents phénomènes s’observent depuis l’échelle millimétrique (taille des grains) jusqu’à l’échelle plurimétrique à pluridécamétrique (affleurement). Nous mettrons ces variations discontinues et continues des compositions des roches en relation avec les ondes de choc et de détente analysées dans les chapitres précédents. chromatographie à deux constituants indépendants discuté dans cette thèse d’autre part, nous limiterons notre intérêt aux variations de composition à l’intérieur de deux catégories de minéraux: les grenats et les pyroxènes de skarns, sans regarder la question des changements de composition de roches polyminérales.

Une revue de la littérature permet de préciser les évolutions de composition des grenats de skarns fréquemment rencontrées; les variations les plus significatives concernent les pôles andradite, grossulaire, almandin et spessartite. Bien que les variations de la composition en andradite soient souvent importantes (voire les plus importantes) nous ne les regarderons pas ici: la modélisation développée ne les concerne pas, l’échange Fern – Al concernant un seul constituant indépendant. Nous nous limiterons aux échanges dans le triangle grossulaire­ almandin-spessartite (ou grossulaire + andradite – almandin – spessartite) correspondant à Au total, il y a de nombreuses évolutions différentes représentées sommairement sur la figure 7.2. Une évolution très fréquemment rencontrée est la succession: grenat riche en grossulaire, puis enrichissement en fer ferreux et manganèse avec évolution finale vers des teneurs plus riches encore en manganèse. TI n’est pas toujours aisé de positionner les éventuels sauts de composition le long de ces évolutions; en effet les données de la littérature permettent difficilement de se rendre compte de l’échelle de variation de composition des minéraux et de discuter de la présence de fronts; ceux-ci sont une fonction de l’échelle d’observation. On n’a de continuité spatiale le plus souvent qu’à l’échelle de la traversée à la microsonde d’un même minéral (quelques dizaines de microns), échelle à laquelle on peut tout de même avoir des variations brutales; la collecte des échantillons à l’échelle de l’affleurement ne permet pas de suivre les choses de façon continue à cause des multiples générations de minéraux. A Costabonne, on observe un front avant les dernières compositions les plus riches en manganèse (Fig. 7.3).

De même, on trouve dans la littérature des données sur les compositions des pyroxènes de skarns (Einaudi et Burt, [9]; Guy, [16a], [16b]). Les variations de composition les plus significatives sont représentées dans le triangle diopside-hédenbergite-johannsénite (Fig. 7.4). Nous supposerons que les évolutions de composition repérées dans les triangles précédents ont été produites par un phénomène synchrone, au cours duquel s’est opéré un rééquilibrage constant (plus ou moins bien réalisé) entre la composition du fluide et celle des solides, et non une simple précipitation dans des vides. Ces hypothèses ne peuvent être qu’imparfaitement réalisées; nous idéaliserons la réalité de cette façon cependant et raisonnerons sur des cas modèles permettant d’étudier les variations de composition dans le cadre théorique de l’échange de deux constituants indépendants. constants; il correspond à étudier la transformation d’une roche homogène (milieu aval ou à droite; le fluide circule de gauche à droite) par un fluide de composition constante (milieu amont, à gauche); on positionne les points extrêmes droit (d) et gauche (g) sur les triangles de composition (Fig. 7.6). La théorie montre que l’on peut relier ces points entre eux par l’intermédiaire d’autres points qui ne peuvent être situés que sur des courbes (deux fois deux) aboutissant à chacun des points (d) ou (g). La restriction à des courbes d’évolution dans l’espace de composition résulte de la condition dite de cohérence; celle-ci exprime le bilan matière ou encore la simultanéité des échanges, régie par l’égalité des rapports L\Cf / L\Cs pour tous les constituants. Ces quatre courbes se raccordent deux à deux de part et d’autre des points (Fig. 7.6) définissant deux types d’ondes, indexées par 1 et 2: l-choc et I-détente et 2- choc et 2-détente. Les vitesses sur les ondes 1 sont moins rapides que sur les ondes 2 (c’est ce qui permet de les classer; les vitesses sont données par les valeurs propres Â. qui vérifient Â.