Pétrologie métamorphique
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Ce que couvre le module de Pétrologie métamorphique
Le métamorphisme est le processus par lequel une roche déjà formée change de minéralogie, de texture et parfois de composition chimique, sans passer par un liquide magmatique. Ce premier chapitre pose la définition du métamorphisme, précise ses limites avec la diagenèse et l'anatexie, et introduit la notion de protolithe. Ces définitions reviennent systématiquement en début d'examen, souvent sous forme de question de cours ou de QCM.
Étymologiquement, méta signifie changement et morphê la forme. Le métamorphisme désigne l'ensemble des transformations minéralogiques, texturales et structurales que subit une roche à l'état solide, en réponse à des changements de pression, de température et de déformation, éventuellement accompagnés d'un transport de matière par des fluides. Le caractère à l'état solide est le point essentiel de la définition : il distingue le métamorphisme du magmatisme, où la roche passe par un état fondu.
Ces transformations tendent à faire évoluer la roche vers un nouvel équilibre mieux adapté aux nouvelles conditions physiques. La roche métamorphique résultante garde souvent la trace, dans sa texture ou dans certains minéraux reliques, de la roche dont elle dérive : c'est ce qui permet au pétrologue de reconstituer son histoire.
Objectifs : ce que tu sauras à la fin du module
- Le métamorphisme transforme une roche à l'état solide sous l'effet de la pression, de la température et de la déformation.
- Sa limite inférieure est la diagenèse ; sa limite supérieure est l'anatexie (début de fusion partielle).
- Trois facteurs contrôlent le métamorphisme : pression (lithostatique et dirigée), température, déformation.
- La pression dirigée oriente les minéraux et crée la foliation ; la pression lithostatique est hydrostatique.
- Métamorphisme régional : enfouissement + déformation à l'échelle d'une chaîne de montagnes, produit schistes et gneiss.
- Métamorphisme de contact : chaleur d'une intrusion, auréole métamorphique, roche type = cornéenne.
- Minéraux index (chlorite à sillimanite pour les métapélites) : leur présence renseigne sur le degré métamorphique atteint.
- Disthène, andalousite, sillimanite : trois polymorphes du silicate d'alumine Al₂SiO₅, chacun stable dans un domaine P-T distinct.
- Réactions métamorphiques : déshydratation (perd H₂O), décarbonatation (perd CO₂), polymorphisme (même composition), échange ionique.
- George Barrow décrit les premières zones métamorphiques dans les Highlands écossais ; Cecil Tilley invente le terme isograde.
- Séquence barrovienne des métapélites : chlorite → biotite → grenat → staurotide → disthène → sillimanite.
- Type barrovien (gradient moyen, disthène) vs type Buchan-Abukuma (gradient élevé, andalousite et cordiérite).
Cours en ligne — chapitre par chapitre
Le cours de Pétrologie métamorphique (S5) est découpé en 8 chapitres rédigés, lisibles gratuitement en ligne et accompagnés de leurs PDF téléchargeables.
Les points clés à retenir en Pétrologie métamorphique
Résumé complet de Pétrologie métamorphique S5 : les 8 chapitres condensés (définition, facteurs, variétés, textures, isograde, séquences barroviennes, faciès, géodynamique), vocabulaire et pièges d'examen.
- Métamorphisme = transformations minéralogiques, texturales et structurales à l'état solide, sous l'effet de P, T et déformation.
- Limite inférieure → diagenèse (consolidation du sédiment) ; limite supérieure → anatexie (début de fusion partielle, migmatite).
- Protolithe = roche de départ (sédimentaire, magmatique ou métamorphique) ; il conditionne la composition chimique disponible.
- Pression lithostatique (hydrostatique, poids des roches) vs pression dirigée (contrainte tectonique orientée → foliation).
- Pression fluide (eau, CO₂) facilite la circulation et accélère les réactions ; les fluides jouent un rôle de catalyseur.
- Déformation : minéral anté-, syn- ou postcinématique selon sa relation chronologique avec la déformation principale.
- Régional (orogénique) : enfouissement + déformation à grande échelle → schistes, gneiss ; le plus étudié en pétrologie.
- Contact : chaleur d'une intrusion, auréole métamorphique de largeur variable → cornéenne, sans foliation marquée.
- Dynamique (cataclastique) : déformation le long des failles → mylonites, cataclasites ; choc : impact météoritique, P extrême instantanée.
- Minéraux index métapélites : chlorite → biotite → grenat → staurotide → disthène → sillimanite (degré croissant).
- Disthène, andalousite, sillimanite : 3 polymorphes Al₂SiO₅, chacun stable dans un domaine P-T distinct (géobaromètres qualitatifs).
- Foliation (structure planaire, pression dirigée) → schistosité (débit en feuillets, bas degré) ; linéation = alignement selon une direction.
- Réactions : déshydratation (perd H₂O), décarbonatation (perd CO₂), polymorphisme (même composition), échange ionique (Fe-Mg).
- George Barrow → premières zones métamorphiques (Highlands écossais) ; Cecil Tilley → invente le terme isograde.
Le vocabulaire de Pétrologie métamorphique à connaître
- Protolithe
- roche de départ avant métamorphisme
- Anatexie
- début de fusion partielle
- Auréole métamorphique
- zone transformée autour d'une intrusion
- Cornéenne
- roche du métamorphisme de contact
- Foliation
- orientation planaire des minéraux
- Porphyroblaste
- gros cristal dans une matrice fine
- Isograde
- ligne d'apparition d'un minéral index
- Paragenèse
- assemblage de minéraux en équilibre
- Faciès métamorphique
- roches en équilibre dans le même domaine P-T
- Éclogite
- roche de très haute pression, sans plagioclase
- Exhumation
- retour en surface d'une roche profonde
- Métasomatose
- métamorphisme avec échange chimique par fluides
Cours (8)
Rédigé par l'équipe Biologie Maroc
Biologie Maroc est une e-bibliothèque fondée en 2015 par Mohamed Nahli, biologiste diplômé des facultés des sciences marocaines. Les cours sont rédigés et relus à partir des programmes officiels des licences SVI, SVT et STU, et des cours magistraux confiés par des professeurs d'universités marocaines, publiés avec leur accord.
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