Processus métamorphique chimique à basse ou moyenne température dans lequel des roches ultramafiques (principalement péridotite contenant olivine et pyroxène) réagissent avec l'eau pour former des minéraux du groupe des serpentines, de la magnétite et d'autres produits ; souvent accompagné de production de H2 et de fluides fortement alcalins.

Principe

Lorsque l'eau pénètre des lithologies ultramafiques fracturées sous des conditions température‑pression appropriées, l'olivine et les pyroxènes s'hydroxylent et se réarrangent en minéraux serpentinés tandis que le Fe(II) s'oxyde en magnétite, libérant de l'hydrogène moléculaire et modifiant la redox et le pH des fluides circulants.

Démonstration

Exemple concret : l'altération de péridotite mantellique exposée aux dorsales à expansion lente ou sur des décrochements océaniques où une serpentinisation étendue crée des affleurements de serpentinite, alimente des fluides hydrothermaux alcalins et soutient des communautés microbiennes alimentées par l'hydrogène, observées dans les champs hydrothermaux hébergés par la serpentinite.

Mauvaise application

Employer « sérpentinisation » pour décrire toute altération aqueuse qui modifie superficiellement la couleur ou la texture de la roche (altération météorique), ou supposer que la sérpentinisation produit systématiquement du méthane plutôt que de l'H2 sans établir la voie géochimique complète.

Conséquence

La reconnaissance correcte de la sérpentinisation explique des sources d'H2 et de composés réduits dans certains environnements benthiques, contribue à l'alcalinité du fond marin et à la précipitation de carbonates, affaiblit les propriétés mécaniques des roches et peut localiser la synthèse abiotiques d'organismes organiques ou des niches pour la vie chimiolithoautotrophe.

Inversion

La désérpentinisation ou les réactions de déshydratation à haute température qui consomment les minéraux serpentiniques et rétablissent des phases à température plus élevée (par ex. olivine, pyroxène ou assemblages amphiboliques) sous enfouissement ou métamorphisme contrastent avec la sérpentinisation.

Limite

S'applique à l'altération par hydratation des roches ultramafiques d'origine mantellique ; exclut l'altération des basaltes mafiques par eau de mer à basse température, la diagénèse argileuse des sédiments ou des réactions de faciès métamorphiques non liées à la sérpentinisation entraînée par l'eau.

Tension sémantique

Une tension sémantique existe entre la « sérpentinisation » comprise comme un processus produisant une minéralogie et une chimie des fluides spécifiques et des usages plus lâches qui en font toute altération des roches ultramafiques ou la rendent synonyme d'altération hydrothermale large ; le débat porte sur le mécanisme et les produits versus des descriptions phénoménologiques.

Synthèse

La sérpentinisation est la transformation minéralogique entraînée par l'eau des roches mantelliques ultramafiques en serpentine, magnétite et phases associées, générant hydrogène et fluides alcalins et reliant ainsi l'altération lithosphérique à des gradients redox, à des dépôts minéraux et à l'habitabilité.