Comment se forment les roches métamorphiques?
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Une roche métamorphique est un type de roches dont la formation a pour origine la transformation à l'état solide des roches sédimentaires, magmatiques ou encore métamorphiques, en raison des modifications des paramètres physico-chimiques du milieu dans lequel elles évoluent (notamment la pression et la température). Cette transformation, désignée sous le terme de métamorphisme, se traduit par une modification de la texture, de l'assemblage minéralogique à l'équilibre ou de la composition chimique de la roche. La roche originelle d'une roche métamorphique est appelée le protolithe.
Roche métamorphique
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Les roches métamorphiques sont issues de la transformation de roches préexistantes subissant une importante modification des conditions physico-chimiques de leur milieu. Ce phénomène, nommé métamorphisme, se subdivise principalement entre le métamorphisme régional et le métamorphisme de contact. Le métamorphisme régional s'effectue à grande échelle et correspond à d'importantes modifications des conditions de pression et de température qui induisent la cristallisation de minéraux métamorphiques et la déformation au sein de la roche qui voit le développement d'une foliation. Le métamorphisme de contact est généré par une très forte hausse de la température dans la roche encaissante au contact d'une intrusion plutonique.
Roche métamorphique
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On détermine les conditions de la genèse d'une roche métamorphique en étudiant l'ensemble des minéraux qui y sont à l'équilibre thermodynamique. Cet ensemble constitue la paragenèse. Les roches métamorphiques sont à la recherche d'un nouvel état d'équilibre. Ce rééquilibrage est très long, de sorte qu'il atteint rarement son terme et la cristallisation de nouveaux minéraux indique rarement une réaction complète.
Métamorphisme
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Le métamorphisme hydrothermal résulte de l'interaction d'une roche avec un fluide à haute température. La différence de composition entre la roche et le fluide engendre une série de réactions métamorphiques et métasomatiques. Le fluide hydrothermal peut être d'origine magmatique, métamorphique, de l'eau souterraine ou de l'eau océanique.
Métamorphisme
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Les divers phénomènes à la base de cette transformation sont regroupés sous le vocable de métamorphisme. On observe les roches métamorphiques sur l'emplacement d'anciennes chaînes de montagnes érodées ou pénéplanées, notamment sous forme d'ardoises et plus généralement de schistes. Leur abondance totale dans la croûte est estimée à un peu moins de 1 %. Toutefois, la plupart des roches métamorphiques ne sont jamais exposées en surface, mais retournent vers les grandes profondeurs pour devenir du magma recyclé (phénomène d'anatexie), bouclant ainsi le cycle géologique.
Cycle géologique
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Les séries métamorphiques correspondent à la succession de différentes roches métamorphiques le long d'un gradient pression – température. On distingue trois principaux gradients : le gradient haute pression – basse température, le gradient moyenne pression – moyenne température et le gradient basse pression – haute température.
Roche métamorphique
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Les types de roches métamorphiques sont déterminés à partir d'éléments observés, tels que les structures ou les minéraux, sur ces dernières. Les grands groupes de roches métamorphiques se répartissent entre les schistes, les gneiss, les marbres et les métabasites.
Roche métamorphique
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Les roches métamorphiques proviennent de roches sédimentaires ou magmatiques ayant subi un métamorphisme en raison des conditions de chaleur et de pression dans la croûte terrestre, ou au contact de magma. Elles se trouvent essentiellement dans les chaînes de collision, au niveau des blocs basculés laissant apparaître le socle. Il s'agit principalement de gneiss (orthogneiss issu de granite ou rhyolite et paragneiss issu de marne), d'amphibolite (issue de basalte), de serpentinite (issue de péridotite), de schiste (issu de shale), de marbre (issu de calcaire et de dolomie), de quartzite (issu d'un grès).
Montagne
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La classification des roches métamorphiques par le biais des faciès métamorphiques utilise l'assemblage minéralogique à l'équilibre des roches étudiées. Chaque faciès métamorphique correspond à un champ de pression – température donné au sein duquel est présent un unique assemblage minéralogique à l'équilibre donné. Les limites entre les différents faciès correspondent à des réactions chimiques par le biais desquelles apparaissent ou disparaissent certains minéraux index. Le nom des faciès est tiré de ceux des roches de la séquence basique (roches de composition basaltique ou gabbroïque).
Roche métamorphique
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Les séquences métamorphiques sont un ensemble de roches métamorphiques de différents degrés métamorphiques, dont les compositions chimiques sont voisines, et étant issues d'un même type de protolithe. On distingue :
Roche métamorphique