Roche métamorphique : Cours – Résumés – TP – Exercices – TD corrigés – études de cas

Le terme métamorphisme (du grec meta = changement et morph = forme) désigne la transformation d’une roche à l’état solide avec formation de nouveaux minéraux et/ou acquisition de nouvelles textures et structures sous l’effet de conditions de température et de pression différentes de celles où elle s’est formée.

Le métamorphisme peut affecter :

1-des roches sédimentaires, on parlera dans ce cas de roches paramétamorphiques ;

2-des roches magmatiques, on parlera de roches orthométamorphiques ;

3-des roches métamorphiques, on parlera dans ce cas de roches polymétamorphiques.

La limite inférieure du métamorphisme correspond à une température de 200°C et une pression de 300 MPa (3000 atmosphères ou 3 kb). Au-dessous de cette limite, c’est le domaine de la diagenèse.

La limite supérieure du métamorphisme correspond à la fusion partielle de la roche. Quand la roche entre en fusion, on entre dans le domaine du magmatisme.

Degrés du métamorphisme (grade) :

• Le métamorphisme de faible degré se produit à des températures situées entre 200 et 320°C, à relativement faible pression. Les roches du faible degré de métamorphisme sont caractérisées par la présence de minéraux hydratés (minéraux qui contiennent de l’eau dans leur structure cristalline) : minéraux argileux, serpentine, chlorite.

• Le métamorphisme de degré élevé se produit à des températures supérieures à 320°C à relativement forte pression. Avec l’augmentation du degré du métamorphisme, les minéraux hydratés deviennent moins hydratés en perdant H2O, avec apparition de minéraux non hydratés quand le degré du métamorphisme devient très élevé.

• Lorsque les roches enregistrent une augmentation de la pression et de la température, on parle de métamorphisme prograde. Ce métamorphisme indique l’enfouissement de la roche.

• Lorsque les roches enregistrent une diminution de la pression et de la température, on parle de métamorphique rétrograde ou rétrométamorphisme. Ce métamorphisme indique l’exhumation de la roche.

Les facteurs du métamorphisme :

Les principaux facteurs du métamorphisme sont :

• La température : elle augmente avec la profondeur (le gradient géothermiques est de 30°C/km) et/ou avec la mise en place de roches plutoniques ou volcaniques.
• La pression : elle augmente également avec la profondeur. Elle est due au poids de couches et les roches soumises à cette pression ne présentent pas d’orientation préférentielle.
• Les fluides : les vides entre les grains dans une roche sont toujours remplis d’un fluide, en général du H2O avec des minéraux dissous.
• Le temps : la plupart des réactions métamorphiques exigent des millions d’années afin d’être complètes. Les expériences de laboratoire ont montré que les hautes températures et pressions et les temps de réaction importants produisent de gros grains.

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