Qu'est-ce que le métamorphisme en géologie ?

Métamorphisme : définition

Les différents faciès métamorphiques
Le métamorphisme est la transformation d'une roche à l'état solide, sans modification de sa composition chimique globale, sous l'influence d'une élévation de température et/ou de pression. Ces nouvelles conditions induisent la cristallisation de nouveaux minéraux, dits "métamorphiques", et confèrent aux roches des structures particulières avec foliation nette, caractéristique des roches métamorphiques. Le métamorphisme est l'un des plus importants phénomènes de la géologie.

On distingue habituellement : 

Le métamorphisme général (ou régional)

Il est provoqué par des élévations de pression et de température et affecte des volumes considérables de plusieurs kilomètres d'épaisseur sur des surfaces très importantes, dépassant couramment plusieurs centaines de kilomètres. On distingue le métamorphisme qui apparaît à la base des puissantes séries sédimentaires (métamorphisme dit d'enfouissement ou statique) et le métamorphisme dynamothermique lié à de grandes phases orogéniques et responsables de la formation des chaînes de montagnes (métamorphisme hercynien, alpin, etc...).

Le métamorphisme possède différents degré d'intensité, évalué selon la nature des minéraux qui apparaissent. On définit ainsi par intensité croissante les faciès minéralogiques suivants : faciès des zéolites, des schistes verts, des amphibolites et des granulites.

Les terrains du métamorphisme régional sont divisés en zones d'intensités croissantes (anchizone, épizone, mésozone, catazone et ultrazone), séparées par des isogrades métamorphiques, nommées en général d'après le nom du minéral qui apparaît à une intensité de métamorphisme donnée.

Les roches du métamorphisme régional sont très nombreuses et dépendent de la nature de la roche initiale et de l'intensité du métamorphisme. Les plus communes sont les schistes, micaschistes, gneiss, granulites, quartzites (en partie), amphibolites, pyroxénites, marbres, etc...

Le métamorphisme de contact

Il se développe avec une intensité graduée autour des intrusions magmatiques sur quelques mètres à quelques centaines de mètres à partir des limites de ces dernières, dessinant une auréole de métamorphisme de contact. Ce métamorphisme est provoqué essentiellement par une élévation de la température due à l'arrivée du magma, d'où le nom, également, de métamorphisme thermique ou thermométamorphisme.

Les roches présentes dans l'auréoles de métamorphisme de contact dépendent dans une large mesure du matériel initial et peuvent donc être de natures variées. Dans le cas une roche initiale (protolithe) silico-alumineux (argiles, schistes...), les roches regroupées sous le nom de schistes tachetés et de cornéennes, développeront andalousite et cordiérite ; dans le cas d'une roche initiale carbonatée, les roches formés seront essentiellement des marbres. Les skarns sont un cas particulier de cornéennes développées aux dépens de roches carbonatées ; souvent riches en éléments métalliques (Cu, W, Au, etc...), ils peuvent constituer des gisements de ces métaux.

Le métamorphisme thermique appraît aussi sur quelques centimètres à la base des coulées de lave ou aux bordures des filons de roches magmatiques.

Le métamorphisme dynamique

Il est lié aux contraintes mécaniques qui se développent dans les accidents cassants. Dans ces conditions, les roches sont broyées ou acquièrent une schistosité : on obtient ainsi les mylonites et les cataclasites. Cependant l'emploi du terme "métamorphique" nécessite que ces phénomènes s'accompagnent d'élévation de température et de néoformations minérales, ce qui n'est pas toujours le cas.

Le métamorphisme d'impact

Il est exceptionnel et très localisé au point d'impact de grosses météorites.

Le métamorphisme métasomatique

Dans certains cas (métamorphisme de contact et action de fluides hydrothermaux), la transformation s'accompagne d'apport chimiques limités : on parle alors de métamorphisme allochimique ou métasomatique.