MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE

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Diagramme pression-température (P-T) dans le métamorphisme

Diagramme pression-température (P-T) dans le métamorphisme
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Exemples de recristallisation de roches métamorphiques

Exemples de recristallisation de roches métamorphiques
Crédits : Christian Nicollet

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Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique

Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Trajets PTt caractéristiques de contextes géodynamiques différents

Trajets PTt caractéristiques de contextes géodynamiques différents
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Définition du métamorphisme et des roches métamorphiques

Le métamorphisme regroupe l’ensemble des transformations minéralogiques et structurales que subissent les roches lorsque la température, la pression, la nature des fluides (principalement H2O et CO2) et la composition chimique changent. Il résulte de ces transformations un changement des minéraux de la roche, c’est-à-dire une recristallisation. Par opposition aux roches magmatiques qui dérivent de la cristallisation de magmas de silicates fondus, cette recristallisation se fait à l’état solide. Le métamorphisme dit prograde (c’est-à-dire lié à une augmentation de température et/ou de pression) s’accompagne généralement d’une perte de fluide. Néanmoins, en première approximation, on le considère comme isochimique : il ne génère pas (ou peu) de modifications de composition chimique. Lorsque les modifications chimiques sont importantes, on parle de métasomatisme. Le métamorphisme dit rétrograde (lié à une diminution de température et/ou de pression) nécessite généralement un gain de fluide.

Exemples de recristallisation de roches métamorphiques

Exemples de recristallisation de roches métamorphiques

Photographie

Ces deux roches ont une composition chimique voisine, mais sont pourtant bien différentes. Celle de gauche est un gabbro à clinopyroxène (sombre) et plagioclase (clair). La roche de droite est une éclogite à omphacite (vert) et grenat (rose). L’éclogite provient du métamorphisme à hautes... 

Crédits : Christian Nicollet

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Le diagramme profondeur-température (P-T) montre que, comme la température, la pression augmente aussi avec la profondeur. La composante majeure de la pression est la pression lithostatique – force exercée en un point par le poids des roches sus-jacentes. Celle-ci est isotrope, c’est-à-dire qu’elle est identique dans toutes les directions. À cette pression lithostatique peut s’ajouter une contrainte orientée lorsque les plaques qui constituent la lithosphère se rapprochent ou s’éloignent. On définit alors un déviateur des contraintes par rapport à la pression lithostatique dans ces zones orogéniques. Les contraintes sont différentes selon la direction dans l’espace et on définit un ellipsoïde de contraintes qui est responsable de la déformation des roches. Le déviateur des contraintes est fonction de la « plasticité » des matériaux, de leur rhéologie : plus une roche est ductile (déformable), plus faible est le déviateur des contraintes. Cette [...]

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Écrit par :

  • : professeur des Universités à l'université Blaise-Pascal de Clermont-Ferrand

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Christian NICOLLET, « MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/metamorphisme-et-geodynamique/