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Les roches métamorphiques

Le métamorphisme

Transformation des roches solides sous l'action de la pression et de la température. Toutes les roches, quelle que soit leur nature, peuvent être métamorphisées. Leurs minéraux sont orientés en lits parallèles, parfois groupés en paquets allongés formant des yeux (gneiss oeillé). Leur feuilletage appelé schistosité peut se débiter en plaques (ardoises et schistes).
Elles se forment généralement en profondeur, dans les zones de collision des plaques tectoniques et de la naissance des chaînes de montagnes. Les variations de pression et de température transforment leur structure en réorganisant les atomes, d'où l'apparition de nouveaux minéraux. La transformation peut être mécanique (plis, couches, failles...) ou chimique (diverses cristallisations).
Le métamorphisme se développe après la diagenèse (transformation des sédiments en roches), jusqu'à la première goutte d'anatexie (fusion partielle des roches dans la croûte terrestre).


Les variations peuvent être causées par :
- Métamorphisme régional : grandes régions caractéristiques des chaînes de montagnes et boucliers anciens, avec déformation des structures tectoniques.
- Métamorphisme de contact : roches voisines de roches magmatiques chaudes. Surtout lié à l'élévation de température.
- Métamorphisme de choc : beaucoup plus rare, il est provoqué par de grosses météorites percutant à grande vitesse. Il peut produire des minéraux denses, formés normalement dans le manteau.

Roches métamorphiques

Quelques exemples suivant la progression des pression et température avant anatexie :
- Les calcaires --> marbre et cipolin.
- Les granites --> gneiss (ortho).
- Les argiles --> ardoises puis schistes, micaschistes et gneiss.
- Les sables et grès --> quartzites.
- Les marnes --> amphibolites.
- Les basaltes et gabbros --> amphibolites.
Le métamorphisme étant interrompu par la fusion (néotexie), les roches qui s'en approchent sont pâteuses. Leur déformation tectonique engendre des plis variés.
Quelques Ma plus tard, ces roches peuvent monter à la surface lors de l'orogénèse ou par isostasie (équilibrage permanent des masses qui "flottent" sur l'asthénosphère).
Ces mouvements tectoniques ou isostasiques fracturent les roches. La circulation des eaux va remplir les fractures de divers minéraux sous forme de filons ou de veines que l'homme extraira des mines.

Aspect de quelques roches métamorphiques

- Les marbres sont issus de la transformation du calcaire ou des dolomies. La calcite est entièrement recristallisée, rendant la roche dure et apte au polissage. Grandes variations de couleurs dues aux impuretés, oxydes... et de veinages dus à d'autres substances minérales (serpentine vers cipolins) ou végétales (travertins).
- Les schistes peuvent se débiter en feuillets (schistosité), ils proviennent souvent d'anciennes argiles. Les micaschistes sont riches en micas qui brillent sur leur surface de clivage.
- Les ardoises sont des schistes argileux à grains fins et homogènes, parfois satinés. Ce sont d'anciennes argiles légèrement métamorphisées. Elles sont diversement colorées. La schistosité permet de les cliver en plaques fines.
- Les quartzites sont des grès entièrement recristallisés sous l'effet de la pression et de la température, leurs grains de quartz sont imbriqués de façon indissociable.
- Les gneiss sont de même composition que les granites, mais s'en distinguent par une succession de lits parallèles inséparables alternant des lits clairs de quartz et de feldspaths et des lits sombres de micas. Les gneiss oeillés présentent des amas ovoïdes de feldspath. La plupart proviennent du métamorphisme d'un ancien granite ou d'anciens grès riches en feldspaths (arkoses).