- Représentation Graphique des Paragenèses en 3D -

La visualisation des animations (créées avec MetaRep) proposées sur cette page nécessite l'utilisation d'un visualisateur 3D ; certains sont téléchargeables gratuitement comme Flux Player pour les PC (quelques commandes élémentaires de ce visualisateur) ou FreeWrl pour les Mac.

Nous avons vu que la représentation en 2D sur le diagramme ACF est très restrictive. La visualisation en 3D, grâce à l'outil informatique, est efficace. Le programme MetaRep, développé par Lydéric France pendant sa thèse à Montpellier, est pratique : il permet de réaliser une animation en 3D de différents tétraèdres, dont les tétraèdres ACFS ou AFMK.

Le tétraèdre ACFS est approprié pour représenter les paragenèses des roches magmatiques basiques (métabasalte, métagabbro), les métabasites.

Commençons par un diagramme simple :

Les minéraux du faciès Granulite dans les métabites sont représentés dans ce tétraèdre ACFS. Opx : orthopyroxène, Cpx : clinopyroxène, Grt : grenat, An : anorthite. Le cube marron dans le plan Opx - Cpx - An est la hornblende.

Pour accéder à la visualisation 3D du tétraèdre ci-cessus, cliquez ici. Mais, il faut installer tout d'abord un visualisateur 3D ; certains sont téléchargeables gratuitement (comme Flux Player pour PC ou FreeWrl pour Mac). Il ne reste plus qu'à jouer avec la souris pour voir le tétraèdre de tous les côtés.

Dans l'animation 3D, les abréviations ne sont pas données. Le petit cube rouge est le clinopyroxène ; la sphère jaune est l'orthopyroxène ; la sphère vert clair est l'anorthite, pôle pur calcique du plagioclase et la sphère verte est le grenat. Les lignes de liaison sont tracées en rouge ; pour plus de clarté, seuls les 2 plans Opx-An-Cpx et Opx-An-Grt sont représentés. (voir ici une version avec les 2 plans Opx-Cpx-Grt et Cpx-An-Grt légèrement transparents)

Les différentes lignes de liaison et les 2 plans délimitent 3 petits tétraèdres des paragenèses du faciès Granulite de MP : Qtz-Opx-Grt-An ; Qtz-Cpx-Opx-An ; Opx-Cpx-An-Grt.

Le triangle Qtz-Cpx-Grt est traversé par la ligne de liaison Opx-An, ce qui indique la réaction Opx + An = Cpx + Grt + Qtz, réaction isograde entre les faciès Granulite de MP et Granulite de HP.

La Hornblende (petit cube marron) est dans le plan Opx-An-Cpx, ce qui signifie qu'elle se forme par la réaction Opx + An + Cpx + V = Hb si de l'eau est présente dans le système, au passage dans le faciès Amphibolite (voir ci-dessous).

Rajoutons le spinelle ...

Nous pouvons compléter la figure en rajoutant le spinelle : voir l'animation. Ce minéral, relativement commun dans les roches basiques, a pour formule (Mg, Fe)Al2O4. Il est représenté par une sphère vert pâle au milieu de la ligne AF dans le tétraèdre. Les lignes de liaisons entre spinelle et les différents minéraux sont vertes (pour les distinguer de celles reliant ces minéraux au quartz). Toujours pour des questions de clarté de l'animation, seul le plan Spl-Cpx-Grt a été représenté. Ces lignes vertes et plan permettent de visualiser 2 tétraèdres supplémentaires de paragenèses par rapport à la figure précédente : Spl-Opx-Grt-Cpx ; Spl-Cpx-Grt-An.

Nous pourrions poursuivre la description des paragenèses en considérant l'olivine (boule jaune clair isolée sur la ligne SF) ...

... et l'eau

Les métabasites des faciès amphibolite, schistes verts ou bleus contiennent souvent des phases hydratées (comme les amphiboles) qui démontrent qu'un constituant supplémentaire intervient dans le système ACF(S) : H2O.

Trois situations peuvent être envisagées dans un système SiO2 – Al2O3 – (FeO-MgO) – CaO - H2O, selon que l'on considère un système anhydre ou hydraté.

Dans le système ACFH, l'orthopyroxène est représenté, au sommet F, par une sphère orange, le clinopyroxène, une sphère vert sombre, le grenat, une sphère rouge et le plagioclase, une sphère bleu. La hornblende (point vert clair) se situe dans le tétraèdre et la phase vapeur (sphère bleu foncée) est au pôle H2O. (voir l'animation ? )

A la base du tétraèdre (visible en 3D), le système est anhydre, avec les quatre premiers constituants. Une paragenèse est représentée dans le triangle ACF par 4 phases : 3 dans le triangle auxquelles s'ajoute le quartz. Dans le cas présent, ces paragenèses sont : OPx-Cpx-Pl-Qtz et Opx-Pl-Grt-Qtz (triangle de gauche ci-dessous). Il s'agit des paragenèses du faciès granulite de MP.

Si le système est hydraté, deux situations sont possibles : H2O est en excès (comme la silice) et une phase vapeur d'eau est présente (V). Le système a 5 constituants chimiques et une paragenèse est représentée dans le tétraèdre ACFH par 5 phases : 4 dans le tétraèdre, dont la phase vapeur , auxquelles s'ajoute le quartz. Les paragenèses sont : Hbl-Cpx-Pl-Qtz-V ; Hbl-Pl-Grt-Qtz-V ; Hbl-Cpx-Opx-Qtz-V ; Hbl-Opx-Grt-Qtz-V projetées sur le diagramme ACF (triangle de droite ci-dessus). Il s'agit des paragenèses du faciès amphibolite.

Il existe deux autres paragenèses, dans un système hydraté non saturé en H2O, qui ne contiennent pas de phase vapeur : Hbl-Opx-Grt-Qtz-Pl et Hbl-Cpx-Opx-Qtz-Pl délimitées par les lignes de liaisons dans la partie inférieure du tétraèdre représenté ci-dessus, mais plus visible sur l'animation 3D. Dans ce cas, le système a 5 constituants chimiques (SACFH) et la paragenèse contient 5 phases minérales : 4 sont présentes dans le tétraèdre et le quartz. Il s'agit des paragenèses du faciès granulite de MP à hornblende.

Ainsi, dans le système hydraté, les paragenèses sont à 5 phases, conformément à la règle des phases. L'une de ces phases, la phase V, n'est généralement pas visible en lame mince. Ceci peut créer une certaine confusion, puisque, pour un même système chimique SACFH, le système non saturé en eau a 5 phases solides, tandis que le système saturé en H2O n'a que 4 phases solides !

Le tétraèdre AFMK est approprié pour représenter les paragenèses des métapélites. L'animation 3D montre les 2 plans Musc-FM (bordeaux) et Fk-FM (jaune) et quelques minéraux reliés par des lignes de liaisons rouges. La biotite (2 petits cubes bleu et rouge) se situe entre ces 2 plans ; en conséquence elle est projetée à l'extérieur du triangle AFM avec une projection depuis la muscovite. Par contre, le mica est à l'intérieur du triangle A'FM, avec une projection depuis le feldspath potassique.

Comment utiliser MetaRep ?

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