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Méthode K/Ar Cassignol-Gillot

Applications et limites

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Le chronomètre K-Ar

L'incertitude liée à la correction de la contamination sera d'autant plus élevée que l'échantillon sera jeune et contiendra peu d'argon radiogénique accumulé. Par contre, la teneur en argon 40 radiogénique augmente avec l'âge et l'incertitude liée à cette correction de la contamination atmosphérique tend à devenir négligeable.

Pour cette raison, et compte tenu de la période élevée du potassium 40, 1,25 10⁹ ans, la méthode de datation potassium-argon semblerait plutôt adaptée à la datation d'âges anciens ; cependant, la relative instabilité du chronomètre dans le temps, rapport à la labilité de l'argon et au lessivage du potassium, ne permet pas toujours de dater les formations anciennes, si les roches ont subi des transformations ultérieures : compression (quelques kbars) ou réchauffement (à partir de 200 à 500°C selon la nature des minéraux et le temps), recristallisation, altérationÉ Du fait des caractères physico-chimiques de l'argon (gaz inerte) et du potassium (solide alcalin), le chronomètre potassium argon est très sensible à ces phénomènes. Mais c'est aussi grâce à cette sensibilité qu'il enregistre des évènements de l'histoire de la Terre jusqu'à l'époque très récente ; c'est par la datation potassium-argon pour l'essentiel que l'échelle des temps géologiques, dans la période du phanérozoïque en particulier, a été calibrée. Toutefois, ces transformations minérales vont dans certains cas affecter la fiabilité de la datation.

perte d'argon

Si la transformation se fait à température ou pression élevée (réchauffement, métamorphisme), ces conditions vont favoriser la diffusion de l'argon qui est un gaz. Dans ce cas, il y a perte d'argon et l'âge mesuré apparaîtra trop jeune comparé à l'âge réel de la cristallisation. Nous reviendrons sur ce problème en évoquant les excès d'argon, car l'argon résiduel dans le minéral après ce qui ne permettra plus de dater l'âge initial de formation ; pire, il sera l'argon hérité, en "excès", qui interdira de dater l'âge de la crise.

lessivage du potassium

Si cette transformation a lieu en surface, à la température ambiante, il y aura perte de potassium par lessivage et l'argon déjà accumulé restera en majeure part dans le minéral néo-formé ; c'est le cas de l'argilisation, de la chloritisation et de tous les phénomènes liés à l'altération : l'âge potassium-argon apparaîtra alors trop vieux.

Excès d'argon

Si les signes des deux remobilisations de l'argon et du potassium sont toujours détectables et n'échappent pas à une analyse pétrographique ou minéralogique attentive, le cas de l'héritage d'argon est plus délicat à mettre en évidence. Cet héritage d'argon correspond:

- soit à l'intégration dans la roche de phase minérales cristallisées antérieurement, c'est le cas des enclaves dans les roches magmatiques. Ce sont les minéraux de cristallisation précoce et les cumulats formés à l'équilibre de pression des fluides du réservoir magmatique ; l'argon y est, pour l'essentiel de l'argon 40 provenant de la désintégration du potassium du magma ou des roches à partir desquelles celui-ci s'est formé ; il peut s'agir encore de minéraux arrachés aux roches encaissantes lors de la remontée du magma ; la solution à ce problème d'héritage sera trouvée dans la sélection et la séparation des phases minérales propres à la datation après analyse pétrographique préalable ; on doit d'ailleurs considérer comme seules significatives les datations sur phases minérales pures ; le verre ou la mésostase des roches ignées devant être traitées comme telles ;

- soit à la remise à zéro imparfaite du chronomètre lors de la dernière transformation ; comme on l'a vu ci dessus, la perte partielle d'argon, et donc la remise à zéro imparfaite du chronomètre, ne conduira à déterminer par la technique d'analyse conventionnelle que des âges apparents intermédiaires entre l'âge de la formation (affecté par la perte d'argon) et l'âge de la crise (affecté par l'héritage d'argon) ; dans ce cas, seule la technique de mesure argon-argon permet d'identifier dans les différentes phases minérales l'âge de la formation et celui de la crise.

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Retour à la page d'accueil Le chronomètre K-Ar	L'incertitude liée à la correction de la contamination sera d'autant plus élevée que l'échantillon sera jeune et contiendra peu d'argon radiogénique accumulé. Par contre, la teneur en argon 40 radiogénique augmente avec l'âge et l'incertitude liée à cette correction de la contamination atmosphérique tend à devenir négligeable. Pour cette raison, et compte tenu de la période élevée du potassium 40, 1,25 10⁹ ans, la méthode de datation potassium-argon semblerait plutôt adaptée à la datation d'âges anciens ; cependant, la relative instabilité du chronomètre dans le temps, rapport à la labilité de l'argon et au lessivage du potassium, ne permet pas toujours de dater les formations anciennes, si les roches ont subi des transformations ultérieures : compression (quelques kbars) ou réchauffement (à partir de 200 à 500°C selon la nature des minéraux et le temps), recristallisation, altérationÉ Du fait des caractères physico-chimiques de l'argon (gaz inerte) et du potassium (solide alcalin), le chronomètre potassium argon est très sensible à ces phénomènes. Mais c'est aussi grâce à cette sensibilité qu'il enregistre des évènements de l'histoire de la Terre jusqu'à l'époque très récente ; c'est par la datation potassium-argon pour l'essentiel que l'échelle des temps géologiques, dans la période du phanérozoïque en particulier, a été calibrée. Toutefois, ces transformations minérales vont dans certains cas affecter la fiabilité de la datation. *perte d'argon* Si la transformation se fait à température ou pression élevée (réchauffement, métamorphisme), ces conditions vont favoriser la diffusion de l'argon qui est un gaz. Dans ce cas, il y a perte d'argon et l'âge mesuré apparaîtra trop jeune comparé à l'âge réel de la cristallisation. Nous reviendrons sur ce problème en évoquant les excès d'argon, car l'argon résiduel dans le minéral après ce qui ne permettra plus de dater l'âge initial de formation ; pire, il sera l'argon hérité, en "excès", qui interdira de dater l'âge de la crise. *lessivage du potassium* Si cette transformation a lieu en surface, à la température ambiante, il y aura perte de potassium par lessivage et l'argon déjà accumulé restera en majeure part dans le minéral néo-formé ; c'est le cas de l'argilisation, de la chloritisation et de tous les phénomènes liés à l'altération : l'âge potassium-argon apparaîtra alors trop vieux. *Excès d'argon* Si les signes des deux remobilisations de l'argon et du potassium sont toujours détectables et n'échappent pas à une analyse pétrographique ou minéralogique attentive, le cas de l'héritage d'argon est plus délicat à mettre en évidence. Cet héritage d'argon correspond: - soit à l'intégration dans la roche de phase minérales cristallisées antérieurement, c'est le cas des enclaves dans les roches magmatiques. Ce sont les minéraux de cristallisation précoce et les cumulats formés à l'équilibre de pression des fluides du réservoir magmatique ; l'argon y est, pour l'essentiel de l'argon 40 provenant de la désintégration du potassium du magma ou des roches à partir desquelles celui-ci s'est formé ; il peut s'agir encore de minéraux arrachés aux roches encaissantes lors de la remontée du magma ; la solution à ce problème d'héritage sera trouvée dans la sélection et la séparation des phases minérales propres à la datation après analyse pétrographique préalable ; on doit d'ailleurs considérer comme seules significatives les datations sur phases minérales pures ; le verre ou la mésostase des roches ignées devant être traitées comme telles ; - soit à la remise à zéro imparfaite du chronomètre lors de la dernière transformation ; comme on l'a vu ci dessus, la perte partielle d'argon, et donc la remise à zéro imparfaite du chronomètre, ne conduira à déterminer par la technique d'analyse conventionnelle que des âges apparents intermédiaires entre l'âge de la formation (affecté par la perte d'argon) et l'âge de la crise (affecté par l'héritage d'argon) ; dans ce cas, seule la technique de mesure argon-argon permet d'identifier dans les différentes phases minérales l'âge de la formation et celui de la crise.
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