Le Métamorphisme
Randrianasolo 2003
Le Métamorphisme
Définition
Restriction
Manifestations essentielles
– Disparition d’un minéral (assoc° de minéraux) – Apparition d’un minéral (ou assoc° de mx)
Facteurs
– Pression
– Température
Définition
Ensemble des changements intervenant à l'état solide dans la composition minérale d’une roche soumise à des conditions
différentes de celles où elle s’est formée.
Restriction : transformation dans les
conditions de surface ou proche de celles régnant en surface (= diagenèse ou
altération).
Facteurs
Température :
– Gradient géothermique – Friction , impact
– Proximité d’un corps magmatique
– juxtapos° de compartiments de T° différente
Pression
– Lithostatique (liée à l’enfouissement) et pression fluide
– Contrainte tectonique
Nature des fluides
Manifestations
Déformations
– En profondeur : apparition de plans de
schistosité puis de plans de foliation quand des espèces minérales nouvelles se concentrent
suivant ces plans
– Minéraux néoformés
– présence ou absence d’orientation préférentielle selon les conditions de pression (anisotrope ou isotrope)
– déshydratation , décarbonatation
Les métamorphismes
Métamorphisme d’impact
– ex.: cratère de Charlevoix (Québec) ; présence de quartz clivé!!!, structure en «shatter-cone»
Métamorphisme de contact
– ex.: granite de Flamanville
Métamorphisme général
– ex. Massif Central , ou Ecosse)
Métamorphisme d’impact
Causes : chutes de météorites
caractéristiques
– Présence de tectites [éclaboussures de liquide silicaté : roches non métamorphiques(fusion)]
– Présence de Quartz clivés (alors que le quartz normal ne présente jamais de clivage)
– Présence de microdiamant
– Structures décimétriques en cônes (appelées shatter-cone ou cônes fracassés)
Métamorphisme de contact
Causes : présence d’un corps magmatique.
– Haute température, faible gradient de pression
Métamorphisme proportionnel à la masse magmatique et à sa température et de portée limitée.
Caractéristiques : Faciès des cornéennes
– Roches compactes, dures, à minéraux de petite taille – Cristallinité décroissante avec l’éloignement de la
source de chaleur
Faciès du métamorphisme de contact
Les faciès des cornéennes
– à albite-épidote
– à amphibole (hornblende) – à pyroxène
– à sanidine
par ordre d’augmentation du gradient de
température
Auréole d ’un métamorphisme de contact
Le pluton granitique intrusif
constitue la source de chaleur
Métamorphisme général
Causes : Gradient de pression moyen à
élevé ; température : gradient géothermique
Implication de toute une région
Cadre : orogenèse
Caractéristiques :
– Roches foliées et quelquefois non
Faciès du métamorphisme général
Faciès à Zéolites
Faciès à préhnite-pumpellyite
Faciès des schistes bleus
Faciès des schistes verts
Faciès des amphibolites
Faciès des granulites
Faciès des éclogites
Faciès métamorphiques
Evolution en fonction du contexte
tectonique et des variations de
température et de pression
le fond
représente les faciès du
métamorphisme
Métamorphisme et zone de subduction (1)
Ex.:
d ’une lithosph ère
subduite vieille et froide
Métamorphisme et zone de subduction (2)
Ex.: d ’une lithosphère subduite jeune et chaude
Relations métamorphisme - tectonique globale
Notion de séquence métamorphique
La constitution minéralogique dépend en grande partie de la composition chimique originelle. Une roche constituée
initialement par un grès siliceux pur ne peut donner autre chose qu’une recristallisation du quartz en l’absence d’apport extérieur.
Chaque roche sédimentaire produit donc
une suite de transformations en fonction de
l’intensité du métamorphisme.
Les séquences
Séquence pélitique :
– schistes (grains fins à délits en feuillets minces)
talcschiste, chloritoschiste, séricitoschiste...
– micaschistes (feuilletée, Biotite visible à l’œil nu, quartz également)
micaschiste à biotite
micaschiste à biotite et sillimanite
– Gneiss (plus compact, folié, grains visibles o.n. : Q + Feldsp. + ferromagnésien(s))
– Migmatites
Schistosité et stratification
Foliation
Structure
granoblastique
Séquences (suites)
Séquence siliceuse :
– Quartzite
– Leptynite (si méta-arkose)
Séquence carbonatée
– Marbre (grains de petite taille)
– Cipolin (à spinelles), mieux recristallisé
Séquences (fin)
Séquence marneuse
– Faciès à zéolite (laumontite...)
– Schiste à p.p. (prehnite, pumpellite) – Schistes bleus (glaucophane)
– Schistes verts (actinote, trémolite, albite) – Amphibolite (hornblendes)
– Granulite (pyroxène, sillimanite) – Éclogite
