Comment obtenir un âge et que datons-nous?

Méthode de travail

Bien évidement, de magnifiques semaines passées sur le terrain sont inévitable afin de récolter LES bons échantillon... A ce propos, je ne saurais que vous conseiller de visiter ma galerie de photos afin de vous donner une idée du charme des Alpes Centrales et d'autres coins de Suisse et d'ailleurs!

Figure de droite: Diagramme présentant l'essentielle de la méthode de travail employée dans le cadre de cette thèse.

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Ages issus de la littérature

L'âge du pic du métamorphisme alpin est relativement bien défini dans la partie centrale et dans le sud des Alpes Centrales, ce qui est loin d'être le cas plus au nord. Les anciens socles cristallins ont subit deux métamorphismes, l'un au Varisque (plus de 300 Ma) et un autre à l'alpin (env. 50 à 10 Ma). Les datations présentes dans ces régions sont donc souvent des âges intermédiaires liés à une réouverture (partielle) du système isotopique, en particulier pour les âges Rb-Sr (non représentés sur la carte ci-dessous).

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Mais que datons-nous?

Afin de donner un sens à ces datations, il faut encore pouvoir les rattacher à un phénomène ou un point géologique précis. Jusqu'à présent, de nombreux géochronologues se sont basés sur des considérations structurales et sur des règles de fermeture de système isotopique à une température et pour un minéral donné (âge de refroidissement, "cooling age"). Puisque la température n'est pas le seul facteur, ce dernier concept doit être modifié, afin de tenir compte des fluides ainsi que des déformations.

Une autre opions utilisée dans le cadre de mon travail consiste à rattacher ces datations à un point du trajet Pression et Température (PT) subit par ces roches. Notre hypothèse de travail est que si l'équilibre chimique est atteint (bonne mémoire des conditions PT), alors l'équilibre isotopique l'est aussi et la datation qui en ressort reflète l'âge de la condition PT déterminée.

Figure de gauche: Âge du métamorphisme dans le Nord des Alpes Centrales (en million d'années [Ma]). Données tirées de Armstrong et al. (1966), Arnold & Jäger (1965), Deutsch & Steiger (1985), Hunziker et al. (1986), Jäger et al. (1961, 1967), Jäger (1962), Köppel & Grünenfelder (1975), Muralt (1986), Purdy & Jäger (1976), Siegenthaler (1984).

Les conditions Pression-Température (PT)

Les conditions PT sont obtenus par calculs thermobarométrique: un équilibre entre plusieurs phases minérales dans un espace P-T-X (X = composition chimique des minéraux ou de la roche) est caractérisé par des réactions d'échange et d'apparition/disparition de phases. Il est donc possible d'écrire dans l'espace PT des réactions chimiques dans cet espace, comme par exemple l'échange de fer et de magnésium entre le grenat et la biotite (thermomètre GARB) ou la réaction qui engendre l'apparition du plagioclase anorthitique par la réaction du grossulaire (grenat calcique), de l'aluminosilicate et du quartz (baromètre GASP).

Un outil précieux... TWQ

Le programme de calculs thermobarométrique TWQ de Berman (1991) est utilisé (voir dans ma page de liens pour plus d'informations sur ce programme). Ce programme permet de décrire l'ensemble des équilibres minéralogiques possibles entre les différentes phases minérales (poly-équilibre) à l'aide d'une base de donnée cohérente de modèles thermodynamiques. Ces équilibres pour une paragenèse donnée (càd un ensemble de minéraux en équilibre) devrait se recouper en un point précis du diagramme PT, significatif d'un équilibre chimique atteint par l'assemblage minéralogique choisi.

En résumé, les âges que l'on déterminera seront ainsi rattachés à un point du trajet PT et permettra une meilleure compréhension du métamorphisme et donc de la géodynamique des Alpes Centrales. En outre, nous espérons mieux comprendre le comportement du géochronomètre argon-argon et les facteurs contribuant à ces limitations (se référer aux pages sur la théorie de la méthode Argon-Argon).