MÉTASOMATOSE & SPILITISATION

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La métasomatose comprend l'ensemble des phénomènes qui modifient la composition chimique des roches relativement aux constituants non volatils. Ces phénomènes aboutissent au remplacement, partiel ou total, d'une roche par une autre, accompagné dans certains cas de la conservation des textures initiales et, dans d'autres, de l'apparition de textures nouvelles (métasomatoses conservatrices ou destructrices).

Les transformations métasomatiques impliquent un mouvement de matière sur des distances souvent considérables, ce qui n'est possible qu'en présence d'une phase fluide ou de solutions. En effet, les diffusions dans le solide, à travers les cristaux, n'ont aucune efficacité dans les processus géologiques de ce type car elles sont beaucoup trop lentes, les coefficients de diffusion correspondants étant trop faibles (D = 10-10 à 10-19 cm2/s).

Depuis l'origine de la pétrographie, certains tiennent la métasomatose pour un processus fondamental de la genèse des roches métamorphiques, en particulier des gneiss et des migmatites (métasomatose régionale). La tendance actuelle, à la suite de la découverte des lois de la métasomatose par D. S. Korjinskii et de nombreuses études pétrologiques sur le terrain et au laboratoire, est de considérer que le métamorphisme régional est avant tout isochimique pour les constituants non volatils et que la métasomatose peut jouer un rôle important, mais local, surtout manifeste dans les processus endogènes hydrothermaux responsables de la formation de nombreux gisements métallifères et de l'altération non supergène des roches.

On tend aujourd'hui à interpréter les spilites comme le résultat de la transformation de basaltes ou d'andésites par un phénomène métasomatique, la spilitisation, produit par des circulations hydrothermales.

Métasomatose

Modalités de la métasomatose

Les modalités de la métasomatose sont diverses. On peut distinguer deux cas limites.

Dans le premier cas, les constituants chimiques de la roche métasomatique sont entièrement empruntés aux roches encaissantes. Ce phénomène s'observe très localement, dans les lentilles et veines de ségrégation qui relèvent plutôt des processus de « différenciation métamorphique », mais surtout au contact de deux roches à minéralogie incompatible dans certaines conditions physiques : par exemple, formation des skarns dits « de réaction », entre un marbre et un granite, roches caractérisées par une suite de bandes à tendance mono- ou bi-minérale à wollastonite, à grenat, à diopside ; réaction entre un niveau de carbonate de manganèse et un banc de quartzite adjacent, engendrant des skarns rubanés à rhodonite, spessartine, tephroïte... Au cours de ces phénomènes, les potentiels chimiques des constituants de la zone de réaction ne peuvent s'élever à des valeurs supérieures à celles qu'ils ont dans l'une ou l'autre des roches encaissantes.

Dans le second cas, certains constituants des roches métasomatiques n'existent pas dans les roches encaissantes, ou, s'ils existent, ils sont en telle abondance et à de telles concentrations dans les minéraux qu'il n'est pas possible d'expliquer leur présence par simple réaction entre des milieux incompatibles. Il est alors manifeste que ces éléments d'origine plus ou moins lointaine ont été apportés (métasomatose avec apport) : par exemple, apport de fer dans des skarns à hedenbergite ou dans certains amas de sidérite spathique remplaçant des marbres ; apport de magnésium dans des amas de magnésite remplaçant des calcaires ; apport de silice dans les gisements de talc remplaçant les marbres ; apport de soufre et de métaux variés dans les remplacements de roches diverses par les minerais sulfurés ; apport de tungstène, d'étain, de lithium, de béryllium dans les skarns, les greisen et diverses altérations hydrothermales de roches préexistantes. La spilitisation est un processus métasomatique affectant des séries de roches volcaniques basiques ou intermédiaires, au cours duquel des solutions bicarbonatées sodiques provoquent surtout une albitisation et lessivent la chaux des plagioclases, d'où la minéralogie spéciale des spilites. Cette métasomatose n'est pas locale et peut affecter de grandes étendues.

L'apport de certains constituants fixés dans la zone de métasomatose s'accompagne du départ d'autres constituants de la roche remplacée. Parfois la métasomatose provoque une dissolution aboutissant à la formation de vides qui peuvent être remplis par précipitation de constituants apportés. Dans les métasomatoses à faible [...]

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Écrit par :

  • : Chargé de recherches au C.N.R.S., laboratoire de géologie structurale de l'université Pierre-et-Marie-Curie, Paris-VI.
  • : professeur de pétrographie à l'université de Paris-VI-Pierre-Marie-Curie

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Pour citer l’article

Michel FONTEILLES, Gérard GUITARD, « MÉTASOMATOSE & SPILITISATION », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metasomatose-et-spilitisation/