Geologica Belgica

1374-8505 2034-1954

 

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Timothée NZALI, Jean-Clair DUCHESNE, Christiane JACQUEMIN & Jacqueline VANDER AUWERA

Pyrométamorphisme induit par la gazéification souterraine de niveaux charbonneux du Westphalien dans le bassin de Mons (Belgique)

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Résumé

Le processus de gazéification souterraine effectué à Thulin (Belgique) a provoqué la fusion partielle des roches encaissantes (schistes et grès westphaliens). Plusieurs échantillons ont été prélevés au toit de la veine de charbon qui a été gazéifiée. L'étude pétrographique, les analyses chimiques à la microsonde électronique et l'examen par diffraction des rayons X et au microscope électronique à balayage ont permis d'identifier les phases minérales qui ont cristallisé à partir des liquides ainsi obtenus. Ces minéraux sont : cordiérite, orthopyroxène, olivine, spinelle, cristobalite, mullite, osumilite, feldspath potassique, ilménite, hématite, wollastonite, calcite, andradite, monticellite, pyrrhotine et chalcopyrite. La proportion de verre autour de ces minéraux varie entre 20 et 40 %. Dans certains cas, la fusion et la cristallisation qui a suivi ont abouti à la formation d'un gabbro composé de plagioclase, clinopyroxène et magnétite. Ce gabbro contient une enclave de roche sédimentaire (relique) dans laquelle ont été identifiés la sillimanite, la mullite et le corindon. Les textures métamorphiques suggèrent que la sillimanite a été remplacée par de la mullite, et la mullite par du corindon. Des températures du processus de combustion situées dans l'intervalle de 1083 °C à 1500 °C ont été estimées par plusieurs méthodes : diagrammes de phase dans les systèmes (FeO, MgO)-Al2O3-SiO2, modélisation thermodynamique numérique de la cristallisation du gabbro, cristallisation des polymorphes de la cordiérite et étude des réactions métamorphiques.

Mots-clés : gazéification souterraine, Belgique, fusion partielle, pyrométamorphisme, cordiérite

Abstract

Pyrometamorphism induced by underground coal gasification of Westphalian beds in the Mons basin (Belgium). During the underground coal gasification experiment conducted at Thulin (Belgium), partial melting occurred in the surrounding rocks (Westphalian shales and sandstones). Samples were collected at the roof of the coal bed. Minerals which crystallized from the partial melts were identified under the polarizing microscope, with electron probe microanalysis, by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. They include cordierite, orthopyroxene, olivine, spinel, cristobalite, mullite, osumilite, K-feldspar, ilmenite, hematite, wollastonite, calcite, andradite, monticellite, pyrrhotite, and chalcopyrite. In these paralavas, the glass proportion ranges from 20 to 40%. In some cases, melting and subsequent crystallization have produced a magnetite-bearing gabbro. This gabbro contains an inclusion of sedimentary rock (relic) in which sillimanite, mullite and corundum were recognized. Metamorphic textures suggest that sillimanite is replaced by mullite, and mullite by corundum. Temperatures in the range of 1083 °C up to 1500 °C have been estimated for the underground coal gasification process by several methods: phase diagrams in the system (FeO, MgO)-Al2O3-SiO2 numerical modelling of gabbro crystallization, cordierite polymorphs crystallization, and metamorphic reactions.

Keywords : underground coal gasification, partial melting, cordierite, pyrometamorphism, Belgium

To cite this article

Timothée NZALI, Jean-Clair DUCHESNE, Christiane JACQUEMIN & Jacqueline VANDER AUWERA, «Pyrométamorphisme induit par la gazéification souterraine de niveaux charbonneux du Westphalien dans le bassin de Mons (Belgique)», Geologica Belgica [En ligne], volume 2 (1999), number 3-4, 221-234 URL : https://popups.ulg.ac.be/1374-8505/index.php?id=1815.

About: Timothée NZALI

L.A. Géologie-Pétrologie-Géochimie, Université de Liège, B-4000 Sart Tilman.

About: Jean-Clair DUCHESNE

L.A. Géologie-Pétrologie-Géochimie, Université de Liège, B-4000 Sart Tilman.

About: Christiane JACQUEMIN

ISSEP, Rue du Chéra 200, B-4000 Liège.

About: Jacqueline VANDER AUWERA

L.A. Géologie-Pétrologie-Géochimie, Université de Liège, B-4000 Sart Tilman.