métamorphisme n. m. [de méta-, et du gr. morphê,
forme] - Transformation d’une roche à l’état solide
du fait d’une élévation de température et/ou de
pression, avec cristallisation de nouveaux minéraux,
dits néoformés, et acquisition de textures et
structures particulières, sous l’influence de
conditions physiques et/ou chimiques différentes de
celles ayant présidé à la formation de la roche
originelle. Les phénomènes métamorphiques sont
multiples
et
complexes,
et
les
roches
métamorphiques très variées, d’où une typologie et
une nomenclature complexes elles aussi. On
distingue fondamentalement deux grands types de
métamorphisme :
- Le métamorphisme hydrothermal : il est lié à
des circulations de fluides (eau surtout) à température élevée, en relation avec des volcans ou des
massifs plutoniques, et qui, d’une part réchauffent
les roches traversées, et d’autre part leur apportent
des éléments chimiques particuliers (V. ci-dessous
métamorphisme métasomatique).
- Le métamorphisme d’impact : il est exceptionnel
et dû à la chute de grosses météorites (V.
impactites).
Les subdivisions précédentes montrent que les
facteurs du métamorphisme sont :
-1. La température, qui est le facteur principal, et
qui augmente avec la profondeur (V. degré
géothermique), et/ou avec la mise en place de roches
magmatiques plutoniques ou volcaniques ;
-1. Le métamorphisme général (ou régional) : il
affecte l’ensemble des roches sur des épaisseurs et
des surfaces importantes. Ainsi, dans les domaines
non plissés, la base des séries sédimentaires épaisses
de plusieurs kilomètres subit un métamorphisme dit
statique ou d’enfouissement, peu marqué et sans
déformations. Dans les grandes chaînes plissées, le
métamorphisme est responsable de la formation des
ensembles de schistes, de micaschistes et de gneiss
(roches métamorphiques cristallophylliennes) qui, le
plus souvent, constituent le substratum. Ces roches
ont subi des déformations tectoniques marquées, et
on parle de métamorphisme général dynamothermique.
-2. Le métamorphisme de contact : il est localisé
au contact des roches magmatiques, et il affecte des
enclaves et les terrains traversés. Surtout lié à
l’élévation de température, et à la durée de cette
augmentation, il est souvent nommé métamorphisme
thermique ou thermométamorphisme. Autour
d’un massif intrusif, la zone métamorphisée est
épaisse de quelques mètres à quelques centaines de
mètres, et son affleurement dessine sur une carte une
auréole de métamorphisme de contact, à limite
externe imprécise, du fait de la décroissance
progressive de la température et donc du
métamorphisme (V. schistes tachetés et cornéennes).
Le métamorphisme thermique apparaît aussi aux
épontes de certains filons ou à la base de certaines
coulées, mais seulement sur des épaisseurs de
quelques millimètres ou centimètres.
-2. La pression qui, elle aussi, augmente avec la
profondeur (pression générale hydrostatique), mais
qui en outre peut augmenter du fait des contraintes
(pressions orientées). Cela permet, pour une
température donnée la cristallisation de certains
minéraux, et très souvent leur orientation selon des
plans définis, d’où l’aspect particulier feuilleté des
roches métamorphiques cristallophylliennes (V.
schistosité et foliation). Les pressions partielles de
certains fluides (H 2 O, CO 2 ) sont souvent
déterminantes pour la cristallisation de tel ou tel
minéral.
-3. Les apports chimiques (dans certains cas), on
dit alors que le métamorphisme est allochimique, la
composition originelle des roches ayant été modifiée
par des apports, et des départs d’éléments, tels Si,
Al, Na, K, etc. Ce métamorphisme allochimique est
d’extension limitée, et concerne surtout le métamorphisme de contact ou le métamorphisme hydrothermal.
Le plus souvent, et en particulier pour les roches du
métamorphisme général, on a un métamorphisme
isochimique (ou topochimiques, ou normal), c’est-àdire qu’à l’échelle de l’échantillon et de la
formation, la composition originelle des roches n’a
pas été modifiée, excepté pour les teneurs en H 2 O et
CO 2 qui diminuent lorsque le métamorphisme
augmente.
Étant liées à ces divers facteurs, les limites du
métamorphisme sont peu tranchées :
Par ailleurs, on connaît aussi les trois types suivants,
d’importance très secondaire :
- La limite inférieure, correspondant au métamorphisme le plus faible, se situe vers T = 100 à 200 C,
et vers P = 1 kbar. Les transformations qui affectent
les roches à T et P plus faibles correspondent alors
soit à la diagenèse, soit à l’altération ;
- Le métamorphisme dynamique (ou dynamométamorphisme) : il est surtout lié aux contraintes qui se
développent dans les grands accidents cassants où
les roches acquièrent une schistosité et sont broyées
plus ou moins fortement. Ce métamorphisme
cataclastique conduit en particulier aux mylonites.
Ces phénomènes sont très localisés ; s’il n’y a pas
d’augmentation de température, il n’y a pas non plus
de néoformations minérales significatives, et dans ce
cas les mylonites obtenues ne sont pas véritablement
des roches métamorphiques.
- La limite supérieure est atteinte, par définition,
lorsque débute la fusion (V. anatexie) à T et P
élevées variables selon les cas, avec en moyenne
T > 600 C et P > 3 ou 4 kbar.
La classification et la nomenclature des roches
métamorphiques sont complexes car interviennent
les caractéristiques des roches originelles et celles du
métamorphisme.
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forme] - Transformation d’une roche à l’état solide
du fait d’une élévation de température et/ou de
pression, avec cristallisation de nouveaux minéraux,
dits néoformés, et acquisition de textures et
structures particulières, sous l’influence de
conditions physiques et/ou chimiques différentes de
celles ayant présidé à la formation de la roche
originelle. Les phénomènes métamorphiques sont
multiples
et
complexes,
et
les
roches
métamorphiques très variées, d’où une typologie et
une nomenclature complexes elles aussi. On
distingue fondamentalement deux grands types de
métamorphisme :
- Le métamorphisme hydrothermal : il est lié à
des circulations de fluides (eau surtout) à température élevée, en relation avec des volcans ou des
massifs plutoniques, et qui, d’une part réchauffent
les roches traversées, et d’autre part leur apportent
des éléments chimiques particuliers (V. ci-dessous
métamorphisme métasomatique).
- Le métamorphisme d’impact : il est exceptionnel
et dû à la chute de grosses météorites (V.
impactites).
Les subdivisions précédentes montrent que les
facteurs du métamorphisme sont :
-1. La température, qui est le facteur principal, et
qui augmente avec la profondeur (V. degré
géothermique), et/ou avec la mise en place de roches
magmatiques plutoniques ou volcaniques ;
-1. Le métamorphisme général (ou régional) : il
affecte l’ensemble des roches sur des épaisseurs et
des surfaces importantes. Ainsi, dans les domaines
non plissés, la base des séries sédimentaires épaisses
de plusieurs kilomètres subit un métamorphisme dit
statique ou d’enfouissement, peu marqué et sans
déformations. Dans les grandes chaînes plissées, le
métamorphisme est responsable de la formation des
ensembles de schistes, de micaschistes et de gneiss
(roches métamorphiques cristallophylliennes) qui, le
plus souvent, constituent le substratum. Ces roches
ont subi des déformations tectoniques marquées, et
on parle de métamorphisme général dynamothermique.
-2. Le métamorphisme de contact : il est localisé
au contact des roches magmatiques, et il affecte des
enclaves et les terrains traversés. Surtout lié à
l’élévation de température, et à la durée de cette
augmentation, il est souvent nommé métamorphisme
thermique ou thermométamorphisme. Autour
d’un massif intrusif, la zone métamorphisée est
épaisse de quelques mètres à quelques centaines de
mètres, et son affleurement dessine sur une carte une
auréole de métamorphisme de contact, à limite
externe imprécise, du fait de la décroissance
progressive de la température et donc du
métamorphisme (V. schistes tachetés et cornéennes).
Le métamorphisme thermique apparaît aussi aux
épontes de certains filons ou à la base de certaines
coulées, mais seulement sur des épaisseurs de
quelques millimètres ou centimètres.
-2. La pression qui, elle aussi, augmente avec la
profondeur (pression générale hydrostatique), mais
qui en outre peut augmenter du fait des contraintes
(pressions orientées). Cela permet, pour une
température donnée la cristallisation de certains
minéraux, et très souvent leur orientation selon des
plans définis, d’où l’aspect particulier feuilleté des
roches métamorphiques cristallophylliennes (V.
schistosité et foliation). Les pressions partielles de
certains fluides (H 2 O, CO 2 ) sont souvent
déterminantes pour la cristallisation de tel ou tel
minéral.
-3. Les apports chimiques (dans certains cas), on
dit alors que le métamorphisme est allochimique, la
composition originelle des roches ayant été modifiée
par des apports, et des départs d’éléments, tels Si,
Al, Na, K, etc. Ce métamorphisme allochimique est
d’extension limitée, et concerne surtout le métamorphisme de contact ou le métamorphisme hydrothermal.
Le plus souvent, et en particulier pour les roches du
métamorphisme général, on a un métamorphisme
isochimique (ou topochimiques, ou normal), c’est-àdire qu’à l’échelle de l’échantillon et de la
formation, la composition originelle des roches n’a
pas été modifiée, excepté pour les teneurs en H 2 O et
CO 2 qui diminuent lorsque le métamorphisme
augmente.
Étant liées à ces divers facteurs, les limites du
métamorphisme sont peu tranchées :
Par ailleurs, on connaît aussi les trois types suivants,
d’importance très secondaire :
- La limite inférieure, correspondant au métamorphisme le plus faible, se situe vers T = 100 à 200 C,
et vers P = 1 kbar. Les transformations qui affectent
les roches à T et P plus faibles correspondent alors
soit à la diagenèse, soit à l’altération ;
- Le métamorphisme dynamique (ou dynamométamorphisme) : il est surtout lié aux contraintes qui se
développent dans les grands accidents cassants où
les roches acquièrent une schistosité et sont broyées
plus ou moins fortement. Ce métamorphisme
cataclastique conduit en particulier aux mylonites.
Ces phénomènes sont très localisés ; s’il n’y a pas
d’augmentation de température, il n’y a pas non plus
de néoformations minérales significatives, et dans ce
cas les mylonites obtenues ne sont pas véritablement
des roches métamorphiques.
- La limite supérieure est atteinte, par définition,
lorsque débute la fusion (V. anatexie) à T et P
élevées variables selon les cas, avec en moyenne
T > 600 C et P > 3 ou 4 kbar.
La classification et la nomenclature des roches
métamorphiques sont complexes car interviennent
les caractéristiques des roches originelles et celles du
métamorphisme.
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