Relations structurales Micas - Pyroxènes - Amphiboles et transformations mutuelles : Expérimentation et modélisation

Abstract

Partant d’une association minérale naturelle comportant taeniolite, acmite et magnésioarfvedsonite, observée dans la zone de fénitisation développée autour d’une tinguaite, la recherche porte sur le processus cristallochimiques pouvant expliquer l’association observée : les voies utilisées ont été plus particulièrement la synthèse expérimentale et la modélisation numérique, avec pour base une analyse précise des données cristallochimiques détaillées des composants des biopyriboles, c.à.d mica-pyroxène et amphibole et la mise en évidence de leurs analogies. Cette recherche a été tendue dans deux directions : problème des amphiboles contenant de l’Al en site tétraédrique alors que la magnésioarfvedsonite n’en contient pas, et extension à des stades de cristallisation magmatique de la validité des mécanismes proposés ici pour des transformations métasomatiques. Deux processus peuvent expliquer l’association minérale naturelle : l’amphibole résulte d’une association de type biopyribole (tainiolite + acmite), ou, l’amphibole résulte d’une transformation topatactique par introduction de Na dans la structure mica et ce sous f(O2)élevée. Les expériences menées dans les conditions de températures compatibles avec les données naturelles ont montré que ces deux processus étaient également possibles : pour les deux protocoles expérimentaux, la magnésioarfvedsonite a été synthétisée. La magnésioarfvedsonite a été obtenue à partir de l’addition de tainiolite et d’acmite (gel), avec d’autant plus de magnésioarfvedsonite que le composant acmite était abondant. De même, l’adjonction de Na à la structure tainiolite fait apparaître à molarité croissance, d’abord de l’acmite puis de l’arfvedsonite. Une conséquence de ces résultats est l’extension du domaine des biopyriboles aux micas-amphiboles ne comportant pas d’Al en site tétraédrique. Basée sur le modèle précédent, une nouvelle formulation de l’apparition de la paragasite (amphibole à Al) est proposée en partant d’un composant mica (preiswerkite) et d’un composant pyroxène (diopside). L’expérimentation a bien abouti à la cristallisation de paragasite, en quantité d’autant plus importante par rapport à la preiswerkite et au diopside que la température est plus élevée. Afin de tester si les mécanismes proposés pour des conditions subsolidus de cristallisation pouvaient s’appliquer aussi à des conditions de cristallisation magmatique, des associations pyroxènes-amphiboles ont été étudiées par MET et METHR dans des pyroxénites à amphiboles. Cette étude à très fine échelle, conduit à proposer pour celles-ci une origine par cristallisation qui serait cohérente avec les mécanismes présentés précédemment.