MÉTAMORPHISME ET GÉODYNAMIQUE

Évolution géodynamique d’une zone de convergence

L’ensemble des informations collectées lors de l’étude des roches métamorphiques permet ainsi de reconstituer l’histoire géodynamique d’une région du globe. Ce peut être, par exemple, celle qui mène de l’océan à la chaîne de montagnes, que l’on peut découper en une série de séquences.

De l’océan à la chaîne de montagnes

Dans un schéma simplifié, une zone de convergence résulte de la fermeture d’un océan et de la collision des marges continentales, à l’origine d’une chaîne de montagnes. L’évolution T-P enregistrée par les roches métamorphiques tout au long de ce processus géodynamique contribue à la caractérisation de l’évolution dynamique de la zone de convergence. L’histoire d’une chaîne de montagnes débute dès l’ouverture de cet océan. Au stade précoce de cette ouverture (stade rift) le processus d’extension provoque un amincissement de la lithosphère continentale qui s’accompagne d’une remontée vers la surface de l’asthénosphère chaude. L’anomalie thermique importante qui en résulte peut être responsable d’un métamorphisme de HT-BP et de la mise en place de magmas basaltiques provenant du manteau, à des profondeurs variables : ce sont les précurseurs de la croûte océanique, dans la croûte inférieure continentale amincie. Deux trajets P-T-t sur le diagramme P-T (t1) correspondent au trajet de refroidissement à pression constante (isobare) d’un gabbro et à celui d’une roche de la croûte inférieure amincie dans le rift.

De l’océan à la chaîne de montagnes

Sept stades de l’orogénèse sont identifiés (à gauche) ; les trajets PTt correspondants sont décrits à droite.  Après l’ouverture du rift, un océan s’ouvre (t2). Un gabbro mis en place à la ride parcourt un trajet de refroidissement à basse pression dans la croûte océanique... 

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Si l’extension se poursuit, un océan s’ouvre (t2). Un gabbro, mis en place à la ride, se refroidit rapidement en s’éloignant de celle-ci. Il parcourt un trajet de refroidissement, isobare, à basses pressions, à une profondeur inférieure à 7 ou 8 kilomètres dans la croûte océanique.

En s’éloignant de la ride, la lithosphère océanique se refroidit, devient plus dense et s’épaissit. Lorsqu’elle est suffisamment ancienne et épaisse, elle plonge dans le manteau au niveau d’une zone de subduction sous une des marge [...]

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Diagramme pression-température (P-T) dans le métamorphisme
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Exemples de recristallisation de roches métamorphiques
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Relations entre géothermes, trajets PTt et gradient métamorphique
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Trajets PTt caractéristiques de contextes géodynamiques différents
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