Chapitre 11 • Le métamorphisme de contact
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est supposé se faire uniquement par conduction, alors que l’infiltration de fluides
(aqueux) peut permettre un transfert rapide de la chaleur par circulation convective.
L’enthalpie de cristallisation du magma est prise en compte, tandis que celles des
réactions métamorphiques sont négligées. Dans le cas présent, le modèle est à une
seule dimension dans l’espace : l’intrusion a une forme géométrique simple ; sur la
figure 11.2, elle consiste en une lame rectangulaire d’épaisseur donnée et de dimension
infinie dans les autres directions. Le flux de chaleur est dirigé perpendiculairement à
la lame et il n’y a pas de transfert de chaleur parallèlement à la lame. Malgré ces
simplifications importantes, la modélisation permet de se faire une idée de l’évolution
thermique du métamorphisme de contact.
La figure 11.2 montre l’évolution des courbes géothermes au cours du temps à
l’intérieur de l’intrusion magmatique et son encaissant. Cette figure amène quelques
remarques intéressantes. On note le refroidissement rapide en périphérie de la roche
magmatique qui est matérialisé par les « bordures figées » à grain fin qui s’observe
souvent en périphérie des filons et massifs magmatiques. Dans l’encaissant, l’augmentation de température est, tout d’abord, localisée au contact, puis se déplace vers
l’extérieur, conformément à l’équation x =
. En conséquence, la température au
contact diminue lorsque le cœur de l’intrusion se refroidit, tandis que les températures
augmentent dans l’encaissant situé au loin du contact. Ainsi, les pics thermiques ne
sont pas atteints au même moment à l’intérieur de l’auréole. On peut tracer une courbe
Tmax en fonction de la distance qui enveloppe les courbes géothermes (courbe grise
sur la figure 11.2). Nous savons que, lorsque les roches recristallisent, c’est cette Tmax
qu’elles enregistrent grâce à leur paragenèse : l’enveloppe des courbes géothermes
indique les conditions thermiques dans l’auréole de contact. En s’éloignant de
l’intrusion, le long de cette courbe « enveloppe », la température diminue tandis que
le temps auquel cette température est atteinte augmente. Cette courbe ne représente
donc pas une situation thermique (géotherme) à un moment quelconque de l’évolution
thermique dans l’auréole de contact. Il s’agit d’un gradient métamorphique tel qu’il
a été défini dans le cas du métamorphisme régional sur la figure 2.1.
Les deux champs gris entre les deux premiers géothermes matérialisent la quantité
de chaleur échangée par refroidissement/réchauffement respectif dans l’intrusion/
encaissant. On remarque que le champ dans les roches encaissantes est plus grand
que celui dans l’intrusion. La différence reflète la chaleur libérée par la cristallisation
du magma. En effet, ces surfaces grises sont fonction de l’échange de chaleur produite
par variation de la température. L’aire dans l’intrusion ne fait pas apparaître la
chaleur latente de cristallisation du magma. Par contre cette chaleur, libérée dans
l’encaissant, est transformée en augmentation de la température de celui-ci et explique
la différence entre les 2 surfaces. Rappelons que nous négligeons la chaleur
consommée par l’enthalpie de recristallisation des réactions métamorphiques.
Aussi séduisant soit ce modèle, il ne faut pas perdre de vue qu’il s’agit d’une
approximation. Les températures maximales atteintes dans ce modèle restent relativement faibles et n’atteignent pas les conditions des faciès Cornéennes à pyroxènes
et celles de l’anatexie observées sur le terrain et décrites au paragraphe précédent.
Pendant la progression vers la surface, la mise en place dynamique, au cours de
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est supposé se faire uniquement par conduction, alors que l’infiltration de fluides
(aqueux) peut permettre un transfert rapide de la chaleur par circulation convective.
L’enthalpie de cristallisation du magma est prise en compte, tandis que celles des
réactions métamorphiques sont négligées. Dans le cas présent, le modèle est à une
seule dimension dans l’espace : l’intrusion a une forme géométrique simple ; sur la
figure 11.2, elle consiste en une lame rectangulaire d’épaisseur donnée et de dimension
infinie dans les autres directions. Le flux de chaleur est dirigé perpendiculairement à
la lame et il n’y a pas de transfert de chaleur parallèlement à la lame. Malgré ces
simplifications importantes, la modélisation permet de se faire une idée de l’évolution
thermique du métamorphisme de contact.
La figure 11.2 montre l’évolution des courbes géothermes au cours du temps à
l’intérieur de l’intrusion magmatique et son encaissant. Cette figure amène quelques
remarques intéressantes. On note le refroidissement rapide en périphérie de la roche
magmatique qui est matérialisé par les « bordures figées » à grain fin qui s’observe
souvent en périphérie des filons et massifs magmatiques. Dans l’encaissant, l’augmentation de température est, tout d’abord, localisée au contact, puis se déplace vers
l’extérieur, conformément à l’équation x =
. En conséquence, la température au
contact diminue lorsque le cœur de l’intrusion se refroidit, tandis que les températures
augmentent dans l’encaissant situé au loin du contact. Ainsi, les pics thermiques ne
sont pas atteints au même moment à l’intérieur de l’auréole. On peut tracer une courbe
Tmax en fonction de la distance qui enveloppe les courbes géothermes (courbe grise
sur la figure 11.2). Nous savons que, lorsque les roches recristallisent, c’est cette Tmax
qu’elles enregistrent grâce à leur paragenèse : l’enveloppe des courbes géothermes
indique les conditions thermiques dans l’auréole de contact. En s’éloignant de
l’intrusion, le long de cette courbe « enveloppe », la température diminue tandis que
le temps auquel cette température est atteinte augmente. Cette courbe ne représente
donc pas une situation thermique (géotherme) à un moment quelconque de l’évolution
thermique dans l’auréole de contact. Il s’agit d’un gradient métamorphique tel qu’il
a été défini dans le cas du métamorphisme régional sur la figure 2.1.
Les deux champs gris entre les deux premiers géothermes matérialisent la quantité
de chaleur échangée par refroidissement/réchauffement respectif dans l’intrusion/
encaissant. On remarque que le champ dans les roches encaissantes est plus grand
que celui dans l’intrusion. La différence reflète la chaleur libérée par la cristallisation
du magma. En effet, ces surfaces grises sont fonction de l’échange de chaleur produite
par variation de la température. L’aire dans l’intrusion ne fait pas apparaître la
chaleur latente de cristallisation du magma. Par contre cette chaleur, libérée dans
l’encaissant, est transformée en augmentation de la température de celui-ci et explique
la différence entre les 2 surfaces. Rappelons que nous négligeons la chaleur
consommée par l’enthalpie de recristallisation des réactions métamorphiques.
Aussi séduisant soit ce modèle, il ne faut pas perdre de vue qu’il s’agit d’une
approximation. Les températures maximales atteintes dans ce modèle restent relativement faibles et n’atteignent pas les conditions des faciès Cornéennes à pyroxènes
et celles de l’anatexie observées sur le terrain et décrites au paragraphe précédent.
Pendant la progression vers la surface, la mise en place dynamique, au cours de
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