métamorphisme

Définition :

Transformation d'une roche à l'état solide du fait d'une élévation de température et/ou de pression, avec cristallisation de nouveaux minéraux, dits néoformés, et acquisition de textures et structures particulières, sous l'influence de conditions physiques et/ou chimiques différentes de celles ayant présidé à la formation de la roche originelle.

Notes :

Les phénomènes métamorphiques sont multiples et complexes, et les roches métamorphiques très variées, d'où une typologie et une nomenclature complexes elles aussi. On distingue fondamentalement deux grands types de métamorphismes; ‑1. Le métamorphisme général (ou régional); il affecte l'ensemble des roches sur des épaisseurs et des surfaces importantes. Ainsi, dans les domaines non plissés, la base des séries sédimentaires épaisses de plusieurs kilomètres subit un métamorphisme, dit statique ou d'enfouissement, peu marqué et sans déformations. Dans les grandes chaînes plissées, le métamorphisme est responsable de la formation des ensembles de schistes, de micaschistes et de gneiss (roches métamorphiques cristallophylliennes) qui, le plus souvent, constituent le substratum. Ces roches ont subi des déformations tectoniques marquées, et on parle de métamorphisme général dynamothermique. ‑2. Le métamorphisme de contact; il est localisé au contact des roches magmatiques, et il affecte des enclaves et les terrains traversés. Surtout lié à l'élévation de T, et à la durée de cette augmentation, il est souvent nommé métamorphisme thermique ou thermométamorphisme. Autour d'un massif intrusif, la zone métamorphisée est épaisse de quelques mètres à quelques centaines de mètres, et son affleurement dessine sur une carte une auréole de métamorphisme de contact, à limite externe imprécise, du fait de la décroissance progressive de T et donc du métamorphisme. Le métamorphisme thermique apparaît aussi aux épontes de certains filons, ou à la base de certaines coulées, mais seulement sur des épaisseurs de quelques millimètres ou centimètres.

Les facteurs du métamorphisme sont : ‑1. La température, qui est le facteur principal, et qui augmente avec la profondeur, et/ou avec la mise en place de roches magmatiques, plutoniques ou volcaniques; ‑2. La pression qui, elle aussi, augmente avec la profondeur (pression générale hydrostatique), mais qui en outre peut augmenter du fait des contraintes (pression orientée). Cela permet, pour T donné, la cristallisation de certains minéraux, et très souvent leur orientation selon des plans définis, d'où l'aspect particulier feuilleté des roches métamorphiques cristallophylliennes. Les pressions partielles de certains fluides (H₂O, CO₂) sont souvent déterminantes pour la cristallisation de tel ou tel minéral. ‑3. Dans certains cas, des apports chimiques; on dit alors que le métamorphisme est allochimique, la composition originelle des roches ayant été modifiée par des apports, et des départs, d'éléments tels Si, Al, Na, K, etc. Ce métamorphisme allochimique est d'extension limitée, et concerne surtout le métamorphisme de contact ou le métamorphisme hydrothermal. Le plus souvent, et en particulier pour les roches du métamorphisme général, on a un métamorphisme isochimique (ou topochimique, ou normal), c'est-à-dire qu'à l'échelle de l'échantillon et de la formation, la composition originelle des roches n'a pas été modifiée, excepté pour les teneurs en H₂O et CO₂ qui diminuent lorsque le métamorphisme augmente. Étant liées à ces divers facteurs, les limites du métamorphisme sont peu tranchées. La limite inférieure, correspondant au métamorphisme le plus faible, se situe vers T = 100 à 200 °C, et vers P = 1 kbar. Les transformations qui affectent les roches à T et P plus faibles correspondent alors soit à la diagenèse, soit à l'altération. La limite supérieure est atteinte, lorsque débute la fusion à T et P élevées variables selon les cas, avec en moyenne > 600 °C et P>3 ou 4 kbar.