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 : Pression Nature des fluides 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 Métamorphisme de contact 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 lithosphère 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 : Séquence carbonatée 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