ROCHES (Formation) Anatexie

Facteurs et mécanisme de l'anatexie

En système fermé, la fusion anatectique des terrains est contrôlée par quatre facteurs : la température, la pression de l'eau, la composition chimique des roches et la quantité d'eau disponible. On admet généralement que l'équilibre chimique local est réalisé, et que le magma anatectique est saturé en eau, cette dernière condition étant certainement réalisée au début de l'anatexie.

La première phase fondue (composition eutectique) obtenue par la fusion expérimentale des roches sédimentaires (schistes grauwackes, arkoses) et des roches métamorphiques équivalentes, possède la composition chimique d'un granite sensu lato. Il se trouve que les migmatites renferment généralement une partie de composition granitique, que l'on peut supposer formée par anatexie, dans certaines conditions. La connaissance des propriétés physico-chimiques des systèmes expérimentaux de composition granitique est donc essentielle pour comprendre le mécanisme de l'anatexie.

Bowen et Tuttle (1958) ont étudié un système granitique approché dont les constituants sont le quartz (q) SiO₂, l'albite (ab) NaALSi₃O₈, l'orthose (or) KAlSi₃O₈ et l'eau H₂O. On connaît ainsi les équilibres entre les phases solides, la phase fondue saturée en eau, et le fluide aqueux, à diverses pressions d'eau, et en fonction de la température, et pour toutes les compositions du système. La forme de la surface du liquidus du système q—ab—or—eau est donnée sur la figure 1. (Le liquidus est le lieu des points température-composition représentant la solubilité maximale à l'équilibre d'une phase solide, dans une phase liquide.) La position de la ligne cotectique et celle du « minimum ternaire » M dépendent de la pression de l'eau. Le point M se déplace vers le pôle ab quand la pression de l'eau augmente. Du point de vue pétrologique, la composition du point M est très importante : elle est celle vers laquelle tend la composition de la phase fondue pendant la cristallisation ; inversement, la fusion à pression d'eau fixée dans le système q—ab—or—eau débute avec une phase fondue dont la composition est celle du point M. Dans le système considéré, l'état de la phase fondue au point de fusion minimal ne dépend que d'un seul paramètre (système univariant) : pression d'eau, température ou teneur en eau du magma. Les relations entre ces divers paramètres sont données sur la figure. Même dans le cas de roches granitiques naturelles, qui comportent des constituants ou des phases supplémentaires (anorthite, biotite) mais dans lesquelles le quartz, l'albite et l'orthose forment plus de 80 p. 100 de la roche, la courbe de fusion commençante se situe au voisinage de la courbe de la figure 2.

Cela implique que des équilibres entre des cristaux et un magma ont joué un rôle fondamental dans la genèse des roches anatectiques et granitiques ( migmatites et granitoïdes). Afin de se rapprocher des conditions naturelles, on a déterminé les relations d'équilibre, en ajoutant de l'anorthite (an) CaAl₂Si₂O₈ au système précédent. Le système q—ab—an—or—eau a été étudié par von Platen (1965) pour différentes valeurs du rapport ab/an et de la pression de l'eau. Avec l'augmentation de la quantité d'anorthite, la composition eutectique s'enrichit en orthose et quartz, et la température de l'eutectique augmente d'environ 30 ⁰C pour une quantité d'anorthite variant de 25 à 40 p. 100 dans le plagioclase. Au cours de l'anatexie régionale, ce sont les roches les plus riches en albite qui fondront les premières, ce que vérifient les observations.

Les relations d'équilibre des systèmes granitiques expérimentaux et les expériences de fusion des roches permettent d'aboutir aux conclusions suivantes :[...]