© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
19
2.2 • Pourquoi les roches recristallisent-elles ?
Au cours de l’épaississement, ces roches, appartenant à l’unité inférieure souscharriée, s’enfoncent rapidement à des profondeurs variables. La pression qui s’exerce
sur elles augmente régulièrement et instantanément en fonction de la profondeur Z.
La température augmentant à l’intérieur du globe, les roches se réchauffent. Comme
les matériaux terrestres ont une mauvaise conductivité thermique, ce réchauffement
se fait lentement au cours de l’enfouissement. Le trajet dans l’espace PT ne suit donc
pas le géotherme de la lithosphère stable (GLs), mais s’en écarte en se rapprochant
de l’axe des pressions. Durant ce stade d’enfouissement et d’épaississement, le
géotherme s’écarte de GLs vers les basses températures (courbe pointillé t0 sur la
figure 2.1).
Lorsque la convergence s’interrompt, les roches ont atteint leurs maxima de
profondeur respectifs, matérialisés sur le trajet dans le diagramme PT par les pics en
pression (PM). Lors de l’amincissement qui suit, la pression exercée sur les roches
R diminue ; cependant, leur température continue d’augmenter pour se rééquilibrer
thermiquement avec l’environnement. En effet, la chaleur produite par désintégration
des éléments radioactifs, abondants dans la croûte continentale, est plus importante
dans cette croûte épaissie que dans la croûte d’épaisseur normale d’une lithosphère
stable. Cette évolution s’accompagne d’un déplacement du géotherme vers les hautes
températures. Celui-ci va dépasser le géotherme « moyen » (GLs) qui est celui d’une
croûte continentale d’une lithosphère stable. Le géotherme évolue vers les hautes
températures (t1, t2, t3). Le trajet PTt passe par un pic en température (TM) au-delà
duquel, l’exhumation se poursuivant, P et T diminuent ensemble jusqu’au retour à la
surface des roches R.
On qualifie de trajet prograde, la portion du trajet où P et T augmentent (jusqu’au
pic en P). Au-delà du pic en température, P et T diminuent simultanément et on parle
de trajet rétrograde. Entre le pic en P et celui en température, il faut préciser que le
trajet est rétrograde en P tandis qu’il est encore prograde en T.
En conclusion, une roche située dans une zone d’instabilité tectonique est soumise
à des variations de la température et de la profondeur, donc de la pression. Cette
roche suit une évolution P-T au cours du temps que l’on peut tracer dans l’espace P-T :
on l’appelle le trajet (ou chemin ou trajectoire) P-T-t (figure 2.1). Cette instabilité
tectonique s’accompagne de perturbations du géotherme et, en conséquence, l’évolution PTt suivie par la roche est très probablement différente au cours de l’enfouissement et au cours de l’exhumation, comme on peut le constater sur la figure 2.1.
Notons que les pics thermiques TM des différentes roches ne sont pas atteints au
même temps t.
2.2 POURQUOI LES ROCHES RECRISTALLISENT-ELLES ?
Tout le long de ce trajet PTt, les roches se trouvent dans des conditions où P et T
changent. Elles sont alors susceptibles d’être métamorphisées, c’est-à-dire de recristalliser à l’état solide. Mais pourquoi les roches recristallisent-elles lorsque la pression
et/ou la température varient ?
9782100522682-Nicollet.fm Page 19 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
19
2.2 • Pourquoi les roches recristallisent-elles ?
Au cours de l’épaississement, ces roches, appartenant à l’unité inférieure souscharriée, s’enfoncent rapidement à des profondeurs variables. La pression qui s’exerce
sur elles augmente régulièrement et instantanément en fonction de la profondeur Z.
La température augmentant à l’intérieur du globe, les roches se réchauffent. Comme
les matériaux terrestres ont une mauvaise conductivité thermique, ce réchauffement
se fait lentement au cours de l’enfouissement. Le trajet dans l’espace PT ne suit donc
pas le géotherme de la lithosphère stable (GLs), mais s’en écarte en se rapprochant
de l’axe des pressions. Durant ce stade d’enfouissement et d’épaississement, le
géotherme s’écarte de GLs vers les basses températures (courbe pointillé t0 sur la
figure 2.1).
Lorsque la convergence s’interrompt, les roches ont atteint leurs maxima de
profondeur respectifs, matérialisés sur le trajet dans le diagramme PT par les pics en
pression (PM). Lors de l’amincissement qui suit, la pression exercée sur les roches
R diminue ; cependant, leur température continue d’augmenter pour se rééquilibrer
thermiquement avec l’environnement. En effet, la chaleur produite par désintégration
des éléments radioactifs, abondants dans la croûte continentale, est plus importante
dans cette croûte épaissie que dans la croûte d’épaisseur normale d’une lithosphère
stable. Cette évolution s’accompagne d’un déplacement du géotherme vers les hautes
températures. Celui-ci va dépasser le géotherme « moyen » (GLs) qui est celui d’une
croûte continentale d’une lithosphère stable. Le géotherme évolue vers les hautes
températures (t1, t2, t3). Le trajet PTt passe par un pic en température (TM) au-delà
duquel, l’exhumation se poursuivant, P et T diminuent ensemble jusqu’au retour à la
surface des roches R.
On qualifie de trajet prograde, la portion du trajet où P et T augmentent (jusqu’au
pic en P). Au-delà du pic en température, P et T diminuent simultanément et on parle
de trajet rétrograde. Entre le pic en P et celui en température, il faut préciser que le
trajet est rétrograde en P tandis qu’il est encore prograde en T.
En conclusion, une roche située dans une zone d’instabilité tectonique est soumise
à des variations de la température et de la profondeur, donc de la pression. Cette
roche suit une évolution P-T au cours du temps que l’on peut tracer dans l’espace P-T :
on l’appelle le trajet (ou chemin ou trajectoire) P-T-t (figure 2.1). Cette instabilité
tectonique s’accompagne de perturbations du géotherme et, en conséquence, l’évolution PTt suivie par la roche est très probablement différente au cours de l’enfouissement et au cours de l’exhumation, comme on peut le constater sur la figure 2.1.
Notons que les pics thermiques TM des différentes roches ne sont pas atteints au
même temps t.
2.2 POURQUOI LES ROCHES RECRISTALLISENT-ELLES ?
Tout le long de ce trajet PTt, les roches se trouvent dans des conditions où P et T
changent. Elles sont alors susceptibles d’être métamorphisées, c’est-à-dire de recristalliser à l’état solide. Mais pourquoi les roches recristallisent-elles lorsque la pression
et/ou la température varient ?
9782100522682-Nicollet.fm Page 19 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16