Le métamorphisme et sa relation  avec la tectonique des plaques   Les affleurements des roches au niveau des zones qui représentent les parties profondes des chaînes de montagnes sous l'action de l'érosion montrent que ces roches ont une structure et une composition minéralogique caractéristique ce sont des roches métamorphiques.

- Quelles sont les caractéristiques structurales et minéralogique des roches métamorphiques?

- Quel rapport entre le métamorphisme et la tectonique des plaques?

I -Les caractéristiques structurales et minéralogiques des roches métamorphiques

A- Au niveau des affleurements rocheux. 1-Au niveau des chaînes de collision:

Document 1 Les chaînes de collision se caractérisent par l'affleurement des roches métamorphiques liées au granite qui sont:

+ Schiste vert :qui est une roche riche en chlorite qui est un minéral vert + Micaschiste :qui est une roche brillante se caractérise par l'abondance du muscovite (mica blanc)

+ Gneiss : est une roche qui se caractérise par une alternance des lits ou des feuilles claires composés du quartz et des lits Sombres composés du biotite mica noire ce qui donne l'aspect feuilleté des roches.

Pr:M . HADDAR

2- Au niveau des chaînes de subduction:

Document 2 Les chaînes de subduction se caractérisent par la présence des roches métamorphiques qui

témoignent d'une subduction ancienne qui sont: + Schiste vert + Schiste bleu + Eclogite B- Au niveau de l'échantillon et de l'observation microscopique:

Les roches métamorphiques présentent des caractères communs et d'autres spécifiques à chaque roche.

1- Les caractères communs:

Document 3 schiste micaschiste gneiss Les roches métamorphiques ont un aspect feuilleté et sont minéralisées. 2-Les caractéristiques spécifiques Chaque roche métamorphique est caractérisée par sa structure et sa composition minéralogique Pr:M . HADDAR

a- La structure :

La structure affecte le mode d'agencement des minéraux dans la roche métamorphique, on distingue:

schiste micaschiste gneiss

Document4

+ La schistosité: C'est le réarrangement des minéraux en feuillets et aptitude à un clivage facile, cette structure caractérise le schiste métamorphisé et le micaschiste + La foliation: C'est le réarrangement des minéraux de la roche en bande alternante formée par du quartz et bande sombre formée par du biotite organisées en feuillet de grande taille dont le clivage n’est pas facile, cette structure caractérise le micaschiste métamorphisé et le gneiss. b- La composition minéralogique :

Document 5 L'étude microscopique montre que les roches métamorphiques qui ont subit un degré croissant de métamorphisme se caractérisent par l'apparition des minéraux et la disparition d'autres minéraux dites instable exemple chlorite alors qu'il existe d'autres minéraux qui restent dans toutes les roches malgré le métamorphisme comme le quartz ces minéraux dites minéraux stable. On remarque aussi que la taille des minéraux augmente en passant du schiste vers Le gneiss.

Pr:M.HADDAR

II - Le mécanisme du métamorphisme: 1- La composition chimique des roches métamorphiques:

Composition Chimique Schiste Micaschiste Gneiss

-SiO2AL 2O 3 -FeO3 -FeO -MgO - H2O

78.45% 3.9% 4.1% 2.6% 4.05%

76.9% 5.5% 6.2% 5.4% 3.65%

79.1% 5.1% 4.2% 3.6% 1.39%

Document 6 Le schiste et le micaschiste et le gneiss sont des roches métamorphiques ayant un pourcentage élevé du silicate d'aluminium et donc ces roches ont la même compositioniO2 Al 2 O 3 ;S chimique, ce qui prouve qu’elles sont issues de la même roche mère. Ainsi que la quantité d'eau diminue en passant du schiste vers le gneiss. On peut déduire que la différence minéralogique de ces roches est due à la réorganisation des réseaux cristallins de ces minéraux c'est-à-dire des réactions chimiques qui s'effectuent dans la roche au cours du métamorphisme ce qui entraîne la disparition de certains minéraux et l'apparition d'autres minéraux lors du métamorphisme.

2- Expériences : a- Expérience de Daubrée :

Document 7 L'expérience de Daubrée montre que: + sous une forte pression les roches argileuses se transforme en schiste + l'aspect feuilleté des roches métamorphiques est dû à une forte pression Pr:M.HADDAR

b- Expérience de Winkler: sous l'action de la pression et de la température l'argile subit un métamorphisme croissant . P1+T1 P2+T2 P3+T3 Argile------------------------ schiste------------------ micaschiste-------------------- Gneiss Conclusion: Le métamorphisme est l'ensemble des modifications structurales et minéralogiques à l'état solide des roches préexistantes( sédimentaire, magmatique, métamorphiques) sous l'effet de la température et la pression. III- Notion du minéral indicateur( index), série, et faciès métamorphique. 1- Minéral indicateur( index) L'Andalousie, disthène et sillimanite sont des minéraux les plus répandus dans les roches métamorphiques ayant la même composition chimique ( SiO2 AL2O3) Pour déterminer les conditions de stabilité de ses minéraux Richardson a mesuré la température et la pression de l'apparition et la disparition de ces minéraux. Le document 8 suivant montre les résultats obtenus.

Document 8

On peut déduire d'après l'analyse de ce document que chaque minéral a un domaine de stabilité selon la température et la pression. Exemple: + l'Andalousie: le domaine de stabilité de l'Andalousie et de forte température et faible pression. + disthène : moyenne température et haute pression. + sillimanite: haute température haute pression . Pr:M.HADDAR

La présence de ces minéraux dans les roches métamorphiques permet de connaître les conditions de la pression et la température lors de la formation de ces roches. donc ces minéraux indique la pression et la température pendant la formation de ces roches métamorphiques c'est pour cela qu'on les appelle minéraux indicateurs ou index . Conclusion : Un minéral indicateur est un minéral qui se forme dans des conditions précises de pression et de température et sa présence dans une roche métamorphique témoigne les conditions de sa formation . 2- Séquence métamorphique:

Document 9

La séquence métamorphique est une succession de roches métamorphiques issues de la même roche mère et qui ont subies une intensité métamorphique croissante . 3- Faciès métamorphique: Est une association déterminé de minéraux caractéristiques qui permet de définir les conditions de pression et de température responsable lors de la formation de la roche métamorphique indépendamment de sa composition chimique.

Document 10 Pr:M.HADDAR

4- Série métamorphique: Une série métamorphique et une série de faciès métamorphique selon la variation de la pression et de la température.

Document 11

IV- Les types de métamorphisme et leur relation avec la tectonique des plaques. On distingue trois types de métamorphisme selon l'importance de la pression et de la température qui influence sur la roche.

Document 12 Pr:M.HADDAR

1- Métamorphisme de contact= thermo- métamorphisme. Il résulte d'une élévation importante de la température qui caractérise les zones d'intrusion des batholites au niveau des chaînes de montagnes continentales . NB:Un batholite est un pluton qui se forme lorsque le magma est piégé et refroidit à l'intérieur de l'écorce terrestre 2- Métamorphisme dynamique= dynamo- métamorphisme: Il résulte d'une pression importante et d'une géothermie faible, il caractérise les zones de subduction appelé aussi métamorphisme d'enfouissement 3- Métamorphisme régional= dynamo- thermo- métamorphisme: Il résulte de l'élévation simultanée de la pression et de la température qui caractérise les zones

de formation des chaînes de collision. Résumé

Convergence des plaques

⇙ ⇘ Zone de collision zone de subduction

⇓ ⇓ Augmentation de la pression Augmentation de la pression et de la température

⇓ ⇓ les roches sédimentaires les roches magmatiques ( argile) ( basalte et gabbro)

⇓ ⇓ métamorphisme régional dynamo métamorphisme

⇓ ⇓ + schiste + schiste vert

↓ ↓ + micaschiste + schiste bleu

↓ ↓ + Gneiss + éclogite Pr:M.HADDAR