De metamorfice denotă setul de transformări suferite de o rocă ( sedimentare , magmatice sau metamorfice ) , sub efectul modificărilor în condiții de temperatură , de presiune , natura fluidelor de minereu și, uneori, din compoziția chimică a rocii. Aceste transformări, care pot fi mineralogice, texturale, chimice sau chiar structurale, conduc la o reorganizare a elementelor din rocă și la o recristalizare a mineralelor în stare solidă .
Limita superioară a metamorfismului, situată în condiții de temperatură și presiune încă relativ scăzute, separă anchimetamorfismul (de grecul ankhi , „aproape”, metamorfism general de grad foarte scăzut) de diageneză . Această limită fiind slab definită, câmpurile metamorfismului și diagenezei sunt diferențiate în funcție de criterii cristalografice, în special cristalizarea cloritului sau cristalinitatea puternică a ilitei . Limita inferioară a metamorfismului îl separă de magmatism și se află în condiții de temperatură ridicată. Metamorfismul se distinge în principiu de magmatism prin faptul că se caracterizează prin procese de recristalizare în stare solidă, în timp ce magmatismul implică participarea unui lichid silicat, care necesită temperaturi mai ridicate. Cu toate acestea, anumite zone de metamorfism în condiții de temperatură ridicată determină topirea parțială a anumitor minerale și crearea de lichide silicatice cu compoziție adesea granitică, se vorbește apoi de anatexie . În cazul în care aceste lichide cristalizează chiar în roca care le-a dat naștere, rezultatul este apariția migmatitelor care aparțin domeniului metamorfismului.
Una dintre cele mai directe caracterizări ale metamorfismului este transformarea mineralogică a rocii (cu, în cazul metasomatismului , o modificare a compoziției chimice, prin adăugarea sau plecarea fluidelor în special, un proces de metamorfism alochimic care se opune metamorfismului topochimic sau isochemical care apar la compoziția chimică constantă, cu excepția pierderii H 2 Osau CO 2). În plus, deformările însoțesc în mod obișnuit metamorfismul, în special metamorfismul regional, deoarece condițiile care duc rocile la presiuni și / sau temperaturi ridicate sunt asociate în mod obișnuit cu solicitări mari, ca în cazul lanțurilor de coliziune . Acesta este motivul pentru care studiul deformațiilor ( schistozitate , foliere , liniație ) este de obicei inclus în studiul metamorfismului.
Condițiile pentru geneza unei roci metamorfice sunt determinate prin studierea tuturor mineralelor din ea la echilibru termodinamic . Acest set constituie paragenezia . Rocile metamorfice sunt în căutarea unei noi stări de echilibru. Această reechilibrare este foarte lungă, astfel încât rareori ajunge la sfârșit și cristalizarea de noi minerale indică rareori o reacție completă.
Studiem relația dintre diferitele minerale și succesiunea lor relativă într-o secțiune subțire (eșantion de rocă observabil la microscop polarizant ). De exemplu, mineralele relicve sunt minerale care au rămas stabile și nu s-au schimbat. Prin urmare, putem avea mai multe parageneze cuibărite în cadrul aceleiași roci metamorfice.
Metamorfismul regional formează regiuni metamorfice mari, caracteristice multor lanțuri montane (metamorfismul dinamometamorfic general în timpul încărcării stratelor freatice ) și scuturile antice (metamorfismul static sau înmormântarea). De obicei, metamorfismul regional presupune o creștere a temperaturii și a presiunii, adică o înmormântare care produce temperaturi ridicate, controlate de adâncimea atinsă în crustă sau manta și o deformare pentru a înregistra structurile tectonice ...
Metamorfismul cataclastic (numit și dinamometamorfism) este foarte localizat și „mai presus de toate legat de tensiunile care se dezvoltă în accidente fragile mari în care rocile capătă o schistozitate și sunt zdrobite mai mult sau mai puțin puternic”, conducând prin transformare la presiune ridicată și temperatură scăzută la tectonite ( resturi în kakirites (en) , mylonites ).
Metamorfismul de contact apare în roca gazdă în contact cu formațiuni intruzive ( pluton magmatic fierbinte). Este într-un fel o gătire a terenului situat în contact direct sau lângă această intruziune care generează, de îndată ce volumul său este mare, un halou metamorfic de lățime variabilă (de la câteva zeci de metri la câțiva kilometri). Acest metamorfism este legat în principal de creșterea temperaturii, motiv pentru care este numit și termometamorfism. Din enclavele bancare pot fi smulse din halo-ul care se materializează prin roci metamorfice : secvența pelitică dă astfel, apropiindu-se treptat de intruziune, șisturi pătate (noduli ai cristalelor mari de cordierită ), șisturi nodulare și micacee (apariția micelor și andaluzitei ), corneea (roci masive, întunecate, cu granulație fină, cu cordierită și andaluzită ).
Șocul sau impactul, metamorfismul nu are nicio relație genetică cu alte tipuri de metamorfism. Este cauzată pe Pământ de meteoriți mari , care lovesc suprafața Pământului cu viteză mare. Se datorează unui efect de șoc extrem și poate produce minerale dense, formate în mod normal în manta.
Găsim efectele unui metamorfism de șoc în meteoriți, care se poate dovedi a fi mult mai devreme decât căderea lor pe Pământ. Este, fără îndoială, datorită impacturilor cosmice asupra suprafeței corpului părinte din care provine meteoritul.
Metamorfismul hidrotermal rezultă din interacțiunea unei roci cu un fluid la temperatură ridicată. Diferența de compoziție între rocă și fluid generează o serie de reacții metamorfice și metasomatice . Fluidul hidrotermal poate fi de magmatice, metamorfice, a apelor subterane, sau oceanice de origine .
Circulația convectivă a fluidelor în bazaltele hidrotermale , produsul din fundul mării, metamorfismul hidrotermal s-a extins în apropierea centrelor de expansiune oceanică și a altor zone vulcanice subacvatice . Fluidele ajung să scape prin orificiile de pe fundul oceanului, fumători negri . Semnele acestei modificări hidrotermale sunt folosite ca ghid în căutarea depozitelor de minerale metalice.
O secvență metamorfică este succesiunea rocilor metamorfice de diferite grade de metamorfism, din același set de roci originale, numite protolit. Astfel, principalele criterii pentru determinarea unei secvențe metamorfice sunt natura și chimia protolitului. Aceste secvențe sunt la număr 6, dar o a șaptea secvență, care grupează toate rocile care nu se încadrează în celelalte 6 clase, este uneori luată în considerare.
Secvenţă | Protoliti | Roci metamorfice |
---|---|---|
Arenacee | gresie , arkose | paragneiss , cuarțite |
Pelitic sau argilos | argillites , pelites | șisturi , mici șisturi , paragneiss |
Calcaropelitic | marne | calciștii |
Carbonat | calcare , dolomiți | marmură , cipolins , skarns |
Granitic | granitoizi | ortogneiss |
De bază | bazalturi , gabbros , diorite | șisturi verzi → șisturi albastre , amfibolite → eclogite |
Este un set de roci, numite metapelite ( pelite metamorfozate) rezultate din metamorfozarea unei roci sedimentare inițiale numite pelite și compusă aproape exclusiv din argilă . Pe măsură ce metamorfismul progresează, adică roca este adusă la temperatură și presiune mai ridicate, apar șisturi , apoi cel mai adesea mici șisturi , gneise și, în metamorfismul cel mai avansat, leptinite . Dincolo de asta, se intră treptat în domeniul magmatic, prin apariția lichidelor silicatice rezultate din fuziunea parțială a acestor materiale, care se numește anatexie . În funcție de natura mineral-chimică a argilelor, aceasta poate ajunge în alte roci.
Transformarea metamorfică a anumitor calcare poate da marmură , cipolin , tactită (corneea de calciu) sau skarn (marmură cu minerale silicatice).
Metamorfism de granit prezintă , printre altele orthogneiss și protogine .
Transformarea bazaltelor și gabbrosului în amfibolite și piroxenite . Este format din roci bogate în minerale fero-magneziene.