Les Roches Métamorphiques
Qu est-ce que le métamorphisme? Il s agit de la transformation d une roche à l état solide. Qu est ce qui provoque cette transformation? Une roche est caractérisée par un assemblage minéralogique. Cet assemblage est stable seulement pour des conditions de Pression et de Température données. Si P et T varient, alors les minéraux se transforment en nouveaux minéraux stables dans les nouvelles conditions P-T
Conséquences des changements de conditions Pression-Température Recristallisation de la roche: acquisition d'une nouvelle paragénèse: minéraux hérités recristallisés: restés stables dans les nouvelles conditions T et P. minéraux néoformés: formés à partir des constituants chimiques des minéraux n'ayant pas résisté à l'augmentation P et T. conditions P et T enregistrées par les minéraux index de la paragénèse.
Facteurs du métamorphisme Elévation de la pression et de la température Enfouissement en profondeur contexte de subduction profondeur en km 25 50 75 100 Lithosphère océanique CO océan manteau lithosphérique fosse arc volcanique manteau lithosphérique CC 250 500 750 bassin d'arrière-arc C continent Lithosphère continentale 150 C 300 C 600 C 1200 C 125 150 175 200 225 manteau asthénosphérique ou asthénosphère t 1 t 2 t 3 t 4 25 50 75 Gradient thermique 10 C/km km t 2 t 3 t 4 manteau asthénosphérique ou asthénosphère 250 275 300
Facteurs du métamorphisme Elévation de la pression et de la température Enfouissement en profondeur contexte de subduction contexte de collision profondeur en km Lithosphère A t 1 CC A 30 60 90 120 t 2 CC B Lithosphère B 300 C 600 C 10 20 900 C 30 1200 C 40 km 200 400 600 800 t 1 gradient thermique 20 C/km t 2 C 150
Facteurs du métamorphisme Elévation de la pression et de la température Enfouissement en profondeur contexte de subduction contexte de collision Elévation de la température seule Mise en place d'un pluton ou batholite sol pluton granitique auréole métamorphique 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 900 C 600 C 300 C croûte continentale 1 2 3 4 5 6 km 100 300 500 700 900 95 C/km 350 C/km C gradient thermique apparent
Diagramme Pression-Température des domaines du métamorphisme et les trois grands types de métamorphisme progressifs P Kb T C 200 400 600 800 2 Diagénèse BP-HT Epizone MP-MT 10 Anatexie Mesozone HP-BT 20 Catazone
Relations métamorphisme et épaississement crustal. Epizone Mésozone Catazone Anatexie
Les deux types de métamorphisme Le métamorphisme de contact: recristallisation seule au contact d'une intrusion pas d'orientation de la roche (pas de contrainte) Le métamorphisme général: recristallisation sous la contrainte (zones actives de la tectonique des plaques) orientation de la roche (schistosité, )
Déformation sous la Contrainte pendant la recristallisation Acquisition: d'une schistosité et d'une : par recristallisation anisotrope dans le plan perpendiculaire à la contrainte schistosité de fracture,schistosité de flux, puis litage.
Classification sommaire des roches métamorphiques Au cours de ce TP on distinguera: les roches méta "monominérales" Quartzite, marbre, amphibolite les roches du méta de contact Schistes tachetés les roches de la séquence pélitique (méta régional) Schistes ardoisiers, Séricitoschistes, Chloritoschistes, Micaschistes, Paragneiss les roches de la séquence granitique (méta régional) Orthogneiss les roches provenant de l'anatexie Anatexites
Exemple de la séquence pélitique Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche) faible faible moyen moyen fort fort schistosité schistosité Schistosité + schiste ardoisier Schistosité + séricite chlorite muscovite + biotite biotite début de fusion partielle séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite
Séricitoschiste
Exemple de la séquence pélitique Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche) faible faible moyen moyen fort fort schistosité schistosité Schistosité + schiste ardoisier Schistosité + séricite chlorite muscovite + biotite biotite début de fusion partielle séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite
Micaschiste
Exemple de la séquence pélitique Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche) faible faible moyen moyen fort fort schistosité schistosité Schistosité + schiste ardoisier Schistosité + séricite chlorite muscovite + biotite biotite début de fusion partielle séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite
Paragneiss
Exemple de la séquence pélitique Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche) faible faible moyen moyen fort fort schistosité schistosité Schistosité + schiste ardoisier Schistosité + séricite chlorite muscovite + biotite biotite début de fusion partielle séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite