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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Évolution thermique d’une roche et trajet pression-température-temps (P-T-t)

Considérons un exemple simple d’épaississement d’une unité géologique : quelle est l’évolution de la température en fonction de la profondeur, laquelle est susceptible d’engendrer la recristallisation métamorphique des roches ? Cette unité géologique est sans dimension. Il pourrait s’agir d’une portion de croûte continentale. Soumise à des forces aux limites compressives, cette portion de croûte en situation de convergence s’épaissit par déformation continue (épaississement) et discontinue (chevauchement), créant un relief positif (chaîne de montagnes) et une racine. Lorsque les forces aux limites compressives ne s’exercent plus, cette croûte épaissie est en déséquilibre gravitaire et s’amincit pour retrouver les conditions d’équilibre qui sont celles du début.

Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique

Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique

Dessin

Les relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique sont représentées durant l’épaississement et l’amincissement d’une portion de croûte continentale soumise à des forces compressives indiquées par les flèches. On suit le trajet de trois roches situées initialement... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sur la figure qui représente l’évolution de cette portion de la croûte terrestre, on suit le parcours de trois roches situées initialement à la surface de la croûte. Au cours de l’épaississement, ces roches, appartenant à l’unité inférieure sous-charriée, s’enfoncent rapidement à des profondeurs variables. La pression qui s’exerce sur elles augmente régulièrement et instantanément en fonction de la profondeur. La température augmentant à l’intérieur du globe, les roches se réchauffent. Comme les matériaux terrestres ont une mauvaise conductivité thermique, ce réchauffement se fait lentement au cours de l’enfouissement. Le trajet dans l’espace P-T ne suit donc pas le géotherme de la lithosphère stable (GLs), mais s’en écarte en se rapprochant de l’axe des pressions. Durant ce stade d’enfouissement et d’épaississement, le géotherme s’écarte de la GLs vers les basses températures (t0).

Lorsque la convergence s’interrompt, les roches ont atteint leurs maxima respectifs de profondeur, matérialisés sur le trajet dans le diagramme P-T par les pics en pression (PM). Lors de l’amincissement qui suit, la pression exercée sur les roches diminue ; cependant, leur température continue d’augmenter pour se rééquilibrer thermiquement avec l’environne [...]

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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 14 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/metamorphisme-et-geodynamique/