Soutenance de thèse de Lalla Khadija ALAOUI

Dans cette étude, nous avons investigué le rôle du mica dans l'accommodation des contraintes et le développement des zones de cisaillement dans la croûte supérieure à moyenne, en examinant les échelles allant des défauts cristallins aux agrégats polycristallins. Les recherches antérieures ont exploré l'implication du mica dans les zones de cisaillement, mais ont manqué de détails sur ses processus de déformation dans les échantillons naturels et les systèmes expérimentaux biotite-quartz à deux phases. Les études existantes se sont principalement concentrées sur les monocristaux, les systèmes polyphasés ou les échantillons naturels tels que schiste, gneiss et pegmatite, avec peu d'attention portée à la biotite dans les systèmes à deux phases (Etheridge et al., 1973 ; Bell et al., 1986 ; Meike, 1989 ; Kronenberg et al., 1990 ; Mares et Kronenberg, 1993 ; Holyoke et Tullis, 2006a, b ; Shea et Kronenberg, 1992, 1993 ; Mariani et al., 2006 ; Misra et al., 2012 ; Tullis et Wenk, 1994 ; Niemeijer et Spiers, 2005 ; Tokle et al., 2023). Pour combler cette lacune, nous avons utilisé un système à deux phases biotite-quartz comme analogue des roches de la croûte supérieure et moyenne, étudiant en détail les mécanismes de déformation et de réaction. Nos résultats mettent en avant la dissolution-précipitation comme un processus d'affaiblissement prédominant dans les systèmes riches en biotite, entraîné par le fluage par transfert de solution localisé aux joints de grain et facilité par les phyllosilicates. Simultanément, de la recristallisation dynamique a été observée dans le quartz. Une déformation plastique intracristalline significative n'était pas courante dans la biotite, à l'exception de plissements localisés, tandis que la réduction de la taille des grains se produisait principalement par dissolution-précipitation plutôt que par glissement basal ou recristallisation dynamique. L'augmentation de la proportion de mica dans les agrégats de quartz a accentué les mécanismes de dissolution-précipitation, mettant en lumière la réactivité du quartz et sa contribution substantielle à l'affaiblissement des roches. Cet effet était visible même avec de faibles fractions de mica, où le quartz maintenait son rôle de minéral interconnecté et accommodant la contrainte. De plus, la composition chimique du mica influençait les interactions aux joints de grains entre le mica et le quartz. La dissolution du mica sous contrainte modifiait l'épaisseur et la composition du film fluide à l'interface mica-quartz, affectant le pH de la solution, la solubilité des phases et, par conséquent, la dynamique de dissolution-précipitation. Ces observations soulignent l'interaction complexe des réactions minéralogiques et des mécanismes de déformation dans les systèmes riches en biotite, éclairant leur rôle dans l'évolution des zones de cisaillement au sein de la croûte terrestre.