Les roches métamorphiques sont issues du métamorphisme, phénomène désignant la transformation minéralogique d'une roche à l'état solide, du fait d'une élévation de température ou de pression. La transformation minéralogique s'accompagne souvent d'une transformation de structure. On passe progressivement des roches métamorphiques aux roches magmatiques via les migmatites, roches dans lesquelles une fusion partielle est apparue.
Il est souvent possible de retrouver dans une roche métamorphique :
Les roches métamorphiques sont généralement produites par l'enfouissement, par les poussées tectoniques ou par le réchauffement dû à la proximité d'un magma chaud. La présence de tel ou tel minéral est l'indicateur des conditions de pression et de température qui régnaient lors de la formation de la roche. Il est donc possible de classer les roches métamorphiques en fonction de ces conditions thermodynamiques.
Il est souvent possible de retrouver dans une roche métamorphique :
- des minéraux produits par le métamorphisme,
- des minéraux antérieurs au métamorphisme,
- des déformations associées au métamorphisme.
Les roches métamorphiques sont généralement produites par l'enfouissement, par les poussées tectoniques ou par le réchauffement dû à la proximité d'un magma chaud. La présence de tel ou tel minéral est l'indicateur des conditions de pression et de température qui régnaient lors de la formation de la roche. Il est donc possible de classer les roches métamorphiques en fonction de ces conditions thermodynamiques.
La classification qui suit repose sur les conditions de pression et de température. On parle de "faciès métamorphique".
Il est souvent possible de retracer l'évolution des pressions et des températures subies par la roche. En effet, comme l'équilibre thermodynamique est rarement atteint, des minéraux témoin des conditions antérieures subsistent. Chaque évolution, ou chemin, fait apparaître des étapes progrades, révélatrices de phases d'enfouissement, et des étapes rétrogrades, témoin de phases d'exhumation des roches.
Le pic de pression et de température de la roche, révélé par l'étude fine de ces évolutions, donne une indication sur la profondeur maximale atteinte par la roche au cours de son histoire tectonique.
Il est souvent possible de retracer l'évolution des pressions et des températures subies par la roche. En effet, comme l'équilibre thermodynamique est rarement atteint, des minéraux témoin des conditions antérieures subsistent. Chaque évolution, ou chemin, fait apparaître des étapes progrades, révélatrices de phases d'enfouissement, et des étapes rétrogrades, témoin de phases d'exhumation des roches.
Le pic de pression et de température de la roche, révélé par l'étude fine de ces évolutions, donne une indication sur la profondeur maximale atteinte par la roche au cours de son histoire tectonique.
Les minéraux associés aux faciès métamorphiques
Cornéennes
- roches basiques : hornblence (amphibole calcique)
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : andalousite, cordiérite, muscovite (micas blanc)
Schistes verts
- roches basiques : albite, épidote, actinote, chlorite
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : biotite (mica noir), chorite, disthène
Amphibolites
- roches basiques : hornblende, plagioclases, grenat
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : biotite (mica noir), grenat, sillimanite, disthène, muscovite (mica blanc)
Schistes bleus :
- roches basiques : glaucophanes (amphibole sodique), épidotite, lawsonite, grenat
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : phengite, carpholite, disthène
Eclogites :
- roches basiques : grenat, omphacite, zoïsite, quartz, rutile, coésite (ultra haute pression)
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : phengite (mica blanc), disthène, chloritoïde, grenat, coésite (ultra haute pression)
Granulites
- roches basiques : pyroxènes, plagioclases, quartz
- roches pélitiques ou pélito-gréseuses : cordiérite, sillimanite, feldspath, grenat
Les grandes classes de métamorphisme
On définit trois grandes origines aux réactions métamorphismes.
- Le métamorphisme de contact, caractérisé par de hautes températures et de basses pressions. Il est le fait de la proximité d'un magma à haute température, en cours de refroidissement.
- Le métamorphisme hydrothermal, lié à l'hydratation de la croûte océanique lorsque celle-ci, en s'éloignant de sa dorsale d'origine, se refroidit.
- Le métamorphisme général, dû à l'enfouissement ou à l'exhumation de la roche.
Les conditions de pression et de température se succèdent comme suit lors des orogénèses (H = haute ; I = intermédiaire, B = bas ; P = pression ; T = température) :
- Le gradient (HP-BT) correspond aux zones de subduction, celle-ci survenant avant l'épaississement crustal de la collision.
- Le gradient intermédaire (PI-HT) se manifeste lors de la phase d'épaississement crustal généré par la collision
- Le gradient (BP-HT) est souvent associé aux phases tardives des orogénèse
Pour aller plus loin
https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_métamorphique
P. Peycru, J.-F. Fogelgesang, D. Grandperrin, C. Perrier, 2017, Géologie BCPST 1 et 2, Dunod (2ème édition)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_métamorphique
P. Peycru, J.-F. Fogelgesang, D. Grandperrin, C. Perrier, 2017, Géologie BCPST 1 et 2, Dunod (2ème édition)