Partie II • Métamorphisme et géodynamique
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Les roches métamorphiques sont des « fossiles » de l’évolution thermique du globe.
Ces roches ont enregistré, grâce à leur composition minéralogique, une ou plusieurs
étapes de cette évolution et nous donnent donc une information sur la température en
fonction de la pression, c’est-à-dire de la profondeur. La majorité des formations
métamorphiques ont évolué selon trois gradients métamorphiques principaux : HP-BT,
MP-HT et BP-HT. Aucun de ces trois gradients ne coïncide avec le géotherme d’une
lithosphère stable. La majorité des roches métamorphiques a enregistré les perturbations qu’a subies la lithosphère dans différents contextes géodynamiques. Ces roches
fournissent donc des informations majeures pour l’interprétation des modèles
géodynamiques.
La répartition spatiale des isothermes dans la lithosphère présentée sur la figure 1.3
du premier chapitre permet d’identifier les sites géodynamiques dans lesquels l’évolution thermique s’écarte de celle de la lithosphère stable : il s’agit principalement des
limites de plaques, en convergence ou en extension. Il s’agit souvent des mêmes
domaines géographiques qui sont, dans un premier temps, en extension (ouverture
océanique), puis, dans un deuxième temps, en convergence (subduction, puis collision) ;
l’exhumation qui accompagne l’effondrement de la chaîne se réalise à nouveau en
extension ; celle-ci peut débuter pendant la convergence. Autant d’informations
successives dont les roches peuvent conserver parfois des traces partielles qui sont
difficiles à démêler ; selon que les différents événements métamorphiques successifs
appartiennent à un même cycle orogénique ou non, on parle de polyphasage ou de
polycyclisme.
Dans cette seconde partie, nous aborderons tout d’abord l’étude du métamorphisme
de contact ; la migration des magmas, des profondeurs du globe vers la surface,
contribue au transfert de la chaleur, associé au lent refroidissement de notre planète.
Ensuite, nous nous attarderons plus longuement sur le métamorphisme régional et la
diversité de situations géodynamiques dont il témoigne. Ces différentes situations
géodynamiques sont des instantanés de la tectonique des plaques qui est liée à de
vastes mouvements de convection dans le manteau dont le moteur est la dissipation
d’énergie thermique.
À la suite du chapitre traitant du métamorphisme de contact, cette deuxième
partie s’organise essentiellement autour des principaux gradients métamorphiques
du métamorphisme régional. À travers des exemples, nous discuterons du ou des
contextes géodynamiques dans lesquels apparaissent chacun de ces gradients et des
liens chronologiques qui peuvent exister entre eux. La succession gradient de HP-BT,
puis MP-HT, puis BP-HT est relativement commune dans les orogenèses. Aussi, en
guise de conclusion, nous proposerons au chapitre 17, un modèle simplifié de
l’évolution du métamorphisme dans une chaîne de montagnes ; ce sera l’occasion
de discuter de l’évolution du métamorphisme au cours du temps, depuis le début de
l’histoire de notre globe.
Nous ne traiterons ni du métamorphisme de choc, dont le rôle sur l’origine de la
croûte terrestre primitive fut sans aucun doute considérable à l’Hadéen, ni du métamorphisme d’enfouissement qui relève plutôt du domaine de la dynamique des
bassins sédimentaires.
9782100522682-Nicollet.fm Page 144 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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Les roches métamorphiques sont des « fossiles » de l’évolution thermique du globe.
Ces roches ont enregistré, grâce à leur composition minéralogique, une ou plusieurs
étapes de cette évolution et nous donnent donc une information sur la température en
fonction de la pression, c’est-à-dire de la profondeur. La majorité des formations
métamorphiques ont évolué selon trois gradients métamorphiques principaux : HP-BT,
MP-HT et BP-HT. Aucun de ces trois gradients ne coïncide avec le géotherme d’une
lithosphère stable. La majorité des roches métamorphiques a enregistré les perturbations qu’a subies la lithosphère dans différents contextes géodynamiques. Ces roches
fournissent donc des informations majeures pour l’interprétation des modèles
géodynamiques.
La répartition spatiale des isothermes dans la lithosphère présentée sur la figure 1.3
du premier chapitre permet d’identifier les sites géodynamiques dans lesquels l’évolution thermique s’écarte de celle de la lithosphère stable : il s’agit principalement des
limites de plaques, en convergence ou en extension. Il s’agit souvent des mêmes
domaines géographiques qui sont, dans un premier temps, en extension (ouverture
océanique), puis, dans un deuxième temps, en convergence (subduction, puis collision) ;
l’exhumation qui accompagne l’effondrement de la chaîne se réalise à nouveau en
extension ; celle-ci peut débuter pendant la convergence. Autant d’informations
successives dont les roches peuvent conserver parfois des traces partielles qui sont
difficiles à démêler ; selon que les différents événements métamorphiques successifs
appartiennent à un même cycle orogénique ou non, on parle de polyphasage ou de
polycyclisme.
Dans cette seconde partie, nous aborderons tout d’abord l’étude du métamorphisme
de contact ; la migration des magmas, des profondeurs du globe vers la surface,
contribue au transfert de la chaleur, associé au lent refroidissement de notre planète.
Ensuite, nous nous attarderons plus longuement sur le métamorphisme régional et la
diversité de situations géodynamiques dont il témoigne. Ces différentes situations
géodynamiques sont des instantanés de la tectonique des plaques qui est liée à de
vastes mouvements de convection dans le manteau dont le moteur est la dissipation
d’énergie thermique.
À la suite du chapitre traitant du métamorphisme de contact, cette deuxième
partie s’organise essentiellement autour des principaux gradients métamorphiques
du métamorphisme régional. À travers des exemples, nous discuterons du ou des
contextes géodynamiques dans lesquels apparaissent chacun de ces gradients et des
liens chronologiques qui peuvent exister entre eux. La succession gradient de HP-BT,
puis MP-HT, puis BP-HT est relativement commune dans les orogenèses. Aussi, en
guise de conclusion, nous proposerons au chapitre 17, un modèle simplifié de
l’évolution du métamorphisme dans une chaîne de montagnes ; ce sera l’occasion
de discuter de l’évolution du métamorphisme au cours du temps, depuis le début de
l’histoire de notre globe.
Nous ne traiterons ni du métamorphisme de choc, dont le rôle sur l’origine de la
croûte terrestre primitive fut sans aucun doute considérable à l’Hadéen, ni du métamorphisme d’enfouissement qui relève plutôt du domaine de la dynamique des
bassins sédimentaires.
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