Le métamorphisme

Lemétamorphisme
Cecomplémentsurlemétamorphismerépondaupointsuivantdusyllabusdes
IESO:«Lacapacitédecomprendrelasignificationdephénomèneslocaux
métamorphiques,danslecontextedelatectoniquedesplaques.»
1 Définitiondumétamorphisme
Lemét ’étatsolidederochespréexistantes.Ces
transfo
amorphismeestlatransformationàl
rmationssontprincipalementdedeuxtypes:
alogiques
structuredelaroche
‐ destransformationsminér
‐ estransformationsdansla
Exempledecestransformations:
d
Ces transformationsmétamorphiquesvontsefairelorsquelesrochesd’originesont
sou is m esàdesvariationsdeparamètresphysiquesdumilieutelsque:
 ‐lapressionetlatempérature(quivontentrainerlestransformations
minéralogiques)
etlescontraintes(quivontentrainerleschangementsdestructuredelaroche)‐
Rochemétamorphiqueissue
destransformationsdece
granite:
‐Orientationdesminéraux
‐Apparitiond’unnouveau
minéral:legrenat(enrouge)
Rochemagmatiqued’origine:
ungranite.
‐Pasd’orientationdes
minéraux
‐Minérauxclassiquesdu
granite:Quartz,Feldspath,
Biotite
1

2 Apportsdel’étudedesminérauxdesrochesmétamorphiques
E e etap 1:dét rminerlaparagenèsedelaroche:
Quelle que soit la roche métamorphique étudiée, on commence par regarder son
assemblageminé a r logiqueouparagenèse.
dans Lesminérauxétantstables  une certainegammedepression(P)et
température(T°),ilsnousdonnentuneidéedesconditionssubiesparlaroche.
Ces conditions d’existence des minéraux sont déterminées expérimentalement en
aboratoire:onreportelesrésultatsdansdesgrillesquifont apparaîtrelesdomaines
’existencedesminérauxenfonctiondesdeuxparamètresPetT°.
l
d
Etape2:chercherdanslesgrillesledomainedestabilitédesminéraux
Dan c uncertain nombre de
minéra
s ettegrille,onareportédesdomainesdestabilitéd’
ux.Parexemple,danslesecteurentouréenvert:
‐àgauchesetrouveledomainedestabilitéduchloritoïde.
‐àdroitesetrouveledomainedestabilitédelastaurotide.
‐ surlalignequiséparelesdeuxdomaines,ditedroited’équilibre,lesdeuxphases
minéralespeuventcoexister.
Si,audépart,onaduchloritoïdedanslaroche,etsionaugmentelaT°(flècherougesur
ediagramme),onfranchitladroited’équilibre:lechloritoïde est déstabilisé et est l
2 
remplacéparlastaurotidequi,elle,eststableàdeplushautesT°(et inversement).
conditions (P et T°)Ainsi,àpartirdesminérauxprésents,onpeutavoiruneidéedes
danslesquelleslesrochesontétéportées.
Déterminercesconditions(P,T°)permettraderemonteràlacausedumétamorphisme.

CertainminérauxdumétamorphismesontdebonsindicateursdesconditionsdePetT°,
nparledeminérauxgéothermomètresetgéobaromètres.C’estlecasparexemplede
roisminérauxprésentsdanslagrille:
o
t
DisthèneAndalousite  Sillimanite
3
Cestroisminérauxontunmêmechimisme:Al SiO ,maislaformeminéralevadépendre
2 5
desconditionsdePetdeT°dumilieu.Surlagrille,onvoitque:
‐Ledisthène(baguettesaplaties,bleutées)estunminéralplutôtdehautepression.
‐L’andalousite(sectionsblanchâtresplusoumoinscarrées)estunminéralplutôtde
bassepression,avecdesT°élevées.
Lasillimanite(baguettesplusoumoinsfibreuses,claires)estunminéraldehauteT°.‐
Etape3:Délimitationd’unchampdeP,T°pouruneroche(facièsmétamorphique)
P renonsl’exempled’unerochemétamorphique:
‐ Ondéterminesaparagenèse:
Minéralsombre,enbaguettes,typique
dumétamorphisme:l’amphibolebleue
ouglaucophane(onverraitbienla
couleurbleueenlamemince)
Minéralenpetitsgrainsverts/jaunes:
épidote
Onadoncdeuxminérauxprincipaux
danscetteroche:glaucophaneet
épidote,quel’onreportedans lagrille
ci‐dessous:

Droitesd’équilibrede
réactionsminéralogiqueset
domaines(P,T°)desfaciès
métamorphiques.
(GéologieenBCPST,ed.Dunod)
nreportantsurlediagrammeledomained’existencedecesdeuxminéraux,ontrouveE
toutunsecteurdePetT°danslequellarocheapuseformer(enpointillésrouges).
LarocheétudiéesetrouvedansuneenveloppedePetT°appelédomaineoufaciès,icile
domaine des schistes bleus, qui caractérise un métamorphisme proche de l’axe des P
avecdesT°relativementfaiblespar apportauxar utresfaciès.
Onremarquequediagrammeaétédécoupéen7domainesoufacièsquiportentdes
nomsetquisecaractérisentpardesminérauxrepères.Chaquedomaineestcaractérisé
par ne Pu enveloppede etT°,parexemple:
‐ Une roche qui s’est formée dans le domaine ou faciès des éclogites indique un
environnement de haute pression (enfouissement à 45 Km de profondeur au
minimum)
‐ Une roche qui s’est formée dans le domaine des cornéennes indique un
métamorphismedebassepressionethautetempérature…
Ainsi,lorsqu’onétudielemétamorphisme,onrecherchelefacièsmétamorphiquedela
roche,doncsesconditionsPetT°deformation.Celapermetderemonteràl’origine
dumétamorphisme(c’estcequiseratraitédansles«fichesétudesdecas»).
4

Remarqueimportante:
haquedomainedeP,T°,vaêtrecaractérisépardesminérauxtypes:parexemple,on
u m eetl’épidote.
C
vientdevoirq eledo aineschistebleuestcaractériséparleglaucophan
Cependant, la nature de ces minéraux types va varier en fonction du chimismedes
ochesinitiales.Ainsi,pourunmêmedomainede(P,T°),ontrouveradifférents
ssemblagestypesdontvoicidesexemples:
r
a
DomaineouFacièsRocheinitialebasique
(basaltes,gabbros…)
Rocheinitialepélitique
(rocheargileuse)
Schistebleu Glaucophane
ouLawsoniteEpidote
Carpholite
(micablanc)Phengite
eDisthèn
Eclogite Grenat
Omphacite (pyroxène de
hautepression)
Disthène
Grenat
Phengite
 (forme de haute
nduquartz)
Coésite
pressio
Amphibolite P
H
lagioclase
ornblende(amphiboleverte)
Biotite
e
Grenat
Staurotid
Disthène
3 Indicesdesvariationsdesassemblagesminéralogiquesaucours
te lesdumpsdansrochesmétamorphiques.
Quand on travaille dans un secteur avec des roches métamorphiques, on essaye de
écouvrir la cause du métamorphisme. Pour cela, il faut tirer un maximumd
d’informationsdesrocheséchantillonnées.
arexemple,àpartirdel’échantilloncidessous: P
On una eparagenèseavec:
‐ Grenat(plusoumoinsrouge)
‐ Omphacite(pyroxènedehaute
pression,vertémeraude)
Cetteparagenèse,d’aprèslesdiagrammes
précédents,indiquequelaroched’origine
quiaétémétamorphiséeestuneroche
basique,quelemétamorphismeestun
métamorphismedehautepression,
puisquecetassemblageeststabledansle
domainedeséclogites.
5