> La métamorphose des roches
Le métamorphisme désigne l'ensemble des processus conduisant à la transformation des roches à l'état solide, c'est-à-dire sans fusion partielle, sous l'effet d'une modification de l'environnement initial dans lequel elles se trouvaient (température, pression, apport de fluides, ...). Ces transformations peuvent concerner aussi bien la structure, la texture ou la composition minéralogique de la roche.
Comme un insecte contraint à muer par manque de place - son exosquelette l'empêchant de continuer à croître -, les minéraux sont contraints à se transformer sous l'effet de la pression et de la température en atteignant un état "thermodynamiquement" plus stable.
N.B. Dans le cas où les fluides sont abondants, c'est la composition chimique de la roche qui se trouve modifiée et on parle de métasomatose. C'est le cas des roches de la lithosphère océanique, lorsqu'elles s'éloignent de l'axe de la dorsale. Lorsque le fluide correspond à l'eau, ces roches présentent fréquemment des minéraux hydroxylés (-OH), tels les amphiboles, les épidotes, les micas ou les serpentines.
On nomme protolithe la roche originelle qui subit le métamorphisme ; il peut s'agir :
La roche métamorphique issue de la transformation du protolithe peut être nommée en apposant le préfixe méta- au nom du protolithe (ex. métabasalte, métagabbro, métapélite, ...).
On appelle paragenèse l'assemblage minéralogique présenté par la roche à l'équilibre thermodynamique (c'est-à-dire stable pour des conditions données de T°, de pression, ...).
Comme un insecte contraint à muer par manque de place - son exosquelette l'empêchant de continuer à croître -, les minéraux sont contraints à se transformer sous l'effet de la pression et de la température en atteignant un état "thermodynamiquement" plus stable.
N.B. Dans le cas où les fluides sont abondants, c'est la composition chimique de la roche qui se trouve modifiée et on parle de métasomatose. C'est le cas des roches de la lithosphère océanique, lorsqu'elles s'éloignent de l'axe de la dorsale. Lorsque le fluide correspond à l'eau, ces roches présentent fréquemment des minéraux hydroxylés (-OH), tels les amphiboles, les épidotes, les micas ou les serpentines.
On nomme protolithe la roche originelle qui subit le métamorphisme ; il peut s'agir :
- D'une roche sédimentaire (cas des roches paradérivées, comme les paragneiss) ;
- D'une roche magmatique (cas des roches orthodérivées, comme les orthogneiss) ;
- D'une roche métamorphique (cas des roches polymétamorphiques, ayant subit plusieurs cycles).
La roche métamorphique issue de la transformation du protolithe peut être nommée en apposant le préfixe méta- au nom du protolithe (ex. métabasalte, métagabbro, métapélite, ...).
On appelle paragenèse l'assemblage minéralogique présenté par la roche à l'équilibre thermodynamique (c'est-à-dire stable pour des conditions données de T°, de pression, ...).
> Observer et décrire les roches métamorphiques
Lorsqu'on veut étudier une roche métamorphique, il est important de commencer l'observation à l’œil nu, puis de passer à la loupe et enfin au microscope optique polarisant (LPNA puis LPA). Vous risquez de passer à côté de précieux indices qui sautent aux yeux... mais pas au microscope... Il faut donc être attentif aux points suivants :
Des indices minéralogiques
Durant le métamorphisme, la composition minéralogique du protolithe va changer : il y a recristallisation (à l'état solide). Dresser la liste des minéraux présents dans la roche permettra donc de reconstituer son histoire. Pour apprendre à observer, décrire et déterminer les minéraux des roches, consulter la page dédiée.
Quelques minéraux porteurs de nombreuses informations : les silicates d'alumine (andalousite, disthène, sillimanite), le grenat, la glaucophane (amphibole sodique), ...
Quelques minéraux porteurs de nombreuses informations : les silicates d'alumine (andalousite, disthène, sillimanite), le grenat, la glaucophane (amphibole sodique), ...
Des indices texturaux
La texture renvoie à l'agencement, aux relations géométriques entre les différents minéraux d'une roche.
Les roches métamorphiques présentent généralement une ou plusieurs de ces textures :
Les roches métamorphiques présentent généralement une ou plusieurs de ces textures :
- Lépidoblastique (lépido- = écaille) : texture en paillettes, en écailles (généralement associée à la présence de micas).
- Nématoblastique (némato- = fil) : texture en baguettes, en aiguilles (habitus des amphiboles ou de la sillimanite).
- Granuloblastique (granulo- = grain) : texture en grains isodiamétriques.
Des indices structuraux
> Interpréter les observations
Interpréter les transformations minéralogiques
La présence d'un minéral dans une roche métamorphique dépend :
- De la composition chimique de la roche, héritage du protolithe mais aussi d'éventuels fluides (métasomatose) ;
- De l'environnement physique de la roche, c'est-à-dire des conditions de pression et de température.