TP3 Roches métamorphiques

Les Roches Métamorphiques

Qu’est-ce que le métamorphisme?

• Il s’agit de la transformation d’une roche à l’état solide.

• Une roche est caractérisée par un assemblage minéralogique.

• Cet assemblage est stable seulement pour des conditions de Pression et de Température données.

• Si P et T varient, alors les minéraux se transforment en nouveaux minéraux stables dans les nouvelles conditions P-T

Qu’est ce qui provoque cette transformation?

Conséquences des changements de conditions Pression-Température

• Recristallisation de la roche:– acquisition d'une nouvelle paragénèse:

• minéraux hérités recristallisés:– restés stables dans les nouvelles conditions T et P.

• minéraux néoformés:– formés à partir des constituants chimiques des minéraux

n'ayant pas résisté à l'augmentation P et T.

– conditions P et T enregistrées par les minéraux index de la paragénèse.

• Elévation de la pression et de la température– Enfouissement en profondeur

• contexte de subduction

Facteurs du métamorphisme

150°C300°C600°C

1200°C

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

CO

CC

manteau lithosphérique

manteau lithosphérique

manteau asthénosphérique ou asthénosphère

manteau asthénosphérique ou asthénosphère

fosse

bassin d'arrière-arc

arc volcaniquecontinent

océan

t 1 t2

t 3

t 4

25

50

75

250 500 750

t2

t3

t4

km

°C

profondeur en km

Lith

osph

ère

océ a

niqu

e

Lith

osph

ère

con t

inen

t ale

Gradient thermique

10°C/km

• Elévation de la pression et de la température– Enfouissement en profondeur

• contexte de subduction

•contexte de collision

Facteurs du métamorphisme

30

60

90

120

150

300°C600°C

900°C

1200°C

t2

t1

CC A CC B10

20

30

200 400 600

t1

t2

km

°C

40

800

profondeur en km

Lith

osph

ère

A

Lith

osph

ère

B gradient thermique

20°C/km

• Elévation de la pression et de la température– Enfouissement en profondeur

• contexte de subduction• contexte de collision

• Elévation de la température seule– Mise en place d'un pluton ou batholite

Facteurs du métamorphisme

123456789

101112131415

900°C600°C

300°C

pluton granitique

auréole métamorphique

123456

100 300 500 700 900

gradient thermique apparent

°C

km

croûte continentale

sol95°C/km

350°C/km

Diagénèse

Epizone

Mesozone

Catazone

200° 400° 600° 800°

Anatexie

T °C

P Kb

20

10

2

Diagramme Pression-Température des domaines du métamorphisme et les trois grands types de métamorphisme progressifs

BP-HT

MP-MT

HP-BT

Epizone

Mésozone

Catazone

Anatexie

Relationsmétamorphisme

etépaississement

crustal.

Les deux types de métamorphisme

• Le métamorphisme général:– recristallisation sous la contrainte (zones

actives de la tectonique des plaques)– orientation de la roche (schistosité, foliation)

•Le métamorphisme de contact:– recristallisation seule au contact d'une intrusion– pas d'orientation de la roche (pas de contrainte)

Déformation sous la Contrainte pendant la recristallisation

• Acquisition:– d'une schistosité et

d'une foliation:• par recristallisation

anisotrope• dans le plan

perpendiculaire à la contrainte

– schistosité de fracture,schistositéde flux, puis litage.

Classification sommaire des roches métamorphiques

• Au cours de ce TP on distinguera:

– les roches méta "monominérales"• Quartzite, marbre, amphibolite

– les roches du méta de contact• Schistes tachetés

– les roches de la séquence pélitique (méta régional)• Schistes ardoisiers, Séricitoschistes,

Chloritoschistes, Micaschistes, Paragneiss– les roches de la séquence granitique (méta

régional)• Orthogneiss

– les roches provenant de l'anatexie• Anatexites

Exemple de la séquence pélitique

faible faible moyen moyen fort

schistositéschistosité Schistosité + foliation

Schistosité + foliation

foliation

séricite chlorite muscovite + biotite

biotite

séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite

Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche)

foliation

schiste

ardoisier

début

de fusion

partielle

fort

Séricitoschiste

Exemple de la séquence pélitique

faible faible moyen moyen fort

schistositéschistosité Schistosité + foliation

Schistosité + foliation

foliation

séricite chlorite muscovite + biotite

biotite

séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite

Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche)

foliation

schiste

ardoisier

début

de fusion

partielle

fort

Micaschiste

Exemple de la séquence pélitique

faible faible moyen moyen fort

schistositéschistosité Schistosité + foliation

Schistosité + foliation

foliation

séricite chlorite muscovite + biotite

biotite

séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite

Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche)

foliation

schiste

ardoisier

début

de fusion

partielle

fort

Paragneiss

Exemple de la séquence pélitique

faible faible moyen moyen fort

schistositéschistosité Schistosité + foliation

Schistosité + foliation

foliation

séricite chlorite muscovite + biotite

biotite

séricitoschiste chloritoschiste micaschiste paragneiss anatexite

Augmentation du degré de métamorphisme (enfouissement de la roche)

foliation

schiste

ardoisier

début

de fusion

partielle

fort