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1.3 • La température, la pression et les fluides dans le globe terrestre
géotherme stable d’un bassin sédimentaire : les conditions PT sont toujours faibles. Ce
métamorphisme est à distinguer du métamorphisme régional associé à des perturbations
thermiques et tectoniques.
Un critère de distinction basé sur la cristallinité de l’illite a été souvent utilisé
pour délimiter les champs respectifs du métamorphisme et de la diagenèse. Ce critère
mesure l’évolution cristallographique progressive des phyllites, depuis les phases
argileuses (typiques du domaine de la diagenèse) jusqu’aux phases micacées (typiques
du métamorphisme).
1.2.2 La limite à hautes températures et anatexie
Processus de recristallisation à l’état solide, le métamorphisme est en principe
distinct des phénomènes magmatiques qui impliquent la participation d’un liquide
silicaté et qui se réalisent à plus hautes températures. La zone de transition entre
processus métamorphiques et magmatiques est large et peut atteindre plusieurs centaines
de degrés. Dans les domaines du métamorphisme de haut degré, la température élevée
permet la fusion partielle des matériaux et la production de liquides, généralement
de composition granitique : on parle d’anatexie. Si ces liquides n’ont pas été extraits
et ont cristallisé au sein même des roches qui leur ont donné naissance, il en résulte
des formations mixtes, ou migmatites, qui appartiennent bien au domaine du métamorphisme. Les migmatites et l’anatexie seront donc étudiées dans le cadre de cet
ouvrage (chapitre 10).
1.3 LA TEMPÉRATURE, LA PRESSION
ET LES FLUIDES DANS LE GLOBE TERRESTRE
1.3.1 Température et chaleur
Pour que la température d’une roche change, il faut qu’il y ait addition ou perte de
chaleur. Les sources de chaleur peuvent être des roches magmatiques intrusives :
c’est le cas dans le métamorphisme de contact. Elles peuvent être plus régionales dans
le cas du métamorphisme régional et proviennent alors de la croûte et du manteau.
De manière générale, on sait que la température augmente avec la profondeur selon
une courbe que l’on appelle le géotherme (figure 1.4). Les deux unités de température
utilisées en géologie, de dimension équivalente, sont le degré Celsius (° C) et le
Kelvin (K), avec T (K) = T (° C) + 273.
a) Flux de chaleur et production de chaleur
La première loi de Fourier indique que la chaleur se déplace des zones chaudes vers
les zones froides. Sur Terre, cela signifie que le gradient de chaleur est dirigé vers
l’extérieur du globe. Ceci est exprimé par le flux de chaleur qui représente la quantité
de chaleur qui traverse une surface en un intervalle de temps. L’unité de mesure du
9782100522682-Nicollet.fm Page 7 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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1.3 • La température, la pression et les fluides dans le globe terrestre
géotherme stable d’un bassin sédimentaire : les conditions PT sont toujours faibles. Ce
métamorphisme est à distinguer du métamorphisme régional associé à des perturbations
thermiques et tectoniques.
Un critère de distinction basé sur la cristallinité de l’illite a été souvent utilisé
pour délimiter les champs respectifs du métamorphisme et de la diagenèse. Ce critère
mesure l’évolution cristallographique progressive des phyllites, depuis les phases
argileuses (typiques du domaine de la diagenèse) jusqu’aux phases micacées (typiques
du métamorphisme).
1.2.2 La limite à hautes températures et anatexie
Processus de recristallisation à l’état solide, le métamorphisme est en principe
distinct des phénomènes magmatiques qui impliquent la participation d’un liquide
silicaté et qui se réalisent à plus hautes températures. La zone de transition entre
processus métamorphiques et magmatiques est large et peut atteindre plusieurs centaines
de degrés. Dans les domaines du métamorphisme de haut degré, la température élevée
permet la fusion partielle des matériaux et la production de liquides, généralement
de composition granitique : on parle d’anatexie. Si ces liquides n’ont pas été extraits
et ont cristallisé au sein même des roches qui leur ont donné naissance, il en résulte
des formations mixtes, ou migmatites, qui appartiennent bien au domaine du métamorphisme. Les migmatites et l’anatexie seront donc étudiées dans le cadre de cet
ouvrage (chapitre 10).
1.3 LA TEMPÉRATURE, LA PRESSION
ET LES FLUIDES DANS LE GLOBE TERRESTRE
1.3.1 Température et chaleur
Pour que la température d’une roche change, il faut qu’il y ait addition ou perte de
chaleur. Les sources de chaleur peuvent être des roches magmatiques intrusives :
c’est le cas dans le métamorphisme de contact. Elles peuvent être plus régionales dans
le cas du métamorphisme régional et proviennent alors de la croûte et du manteau.
De manière générale, on sait que la température augmente avec la profondeur selon
une courbe que l’on appelle le géotherme (figure 1.4). Les deux unités de température
utilisées en géologie, de dimension équivalente, sont le degré Celsius (° C) et le
Kelvin (K), avec T (K) = T (° C) + 273.
a) Flux de chaleur et production de chaleur
La première loi de Fourier indique que la chaleur se déplace des zones chaudes vers
les zones froides. Sur Terre, cela signifie que le gradient de chaleur est dirigé vers
l’extérieur du globe. Ceci est exprimé par le flux de chaleur qui représente la quantité
de chaleur qui traverse une surface en un intervalle de temps. L’unité de mesure du
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