Roches métamorphiques: signification et classification

Après avoir lu cet article, vous apprendrez: - 1. La signification des roches métamorphiques 2. Les textures des roches métamorphiques 3. La foliation 4. Les caractéristiques 5. La métamorphisme de grade 6. La transformation des roches en roches métamorphiques 7. La classification texturale.

Contenu:

  1. Signification des roches métamorphiques
  2. Textures de roches métamorphiques
  3. Foliation dans les roches métamorphiques
  4. Caractéristiques des roches métamorphiques
  5. Grade métamorphique
  6. Transformation de roches en roches métamorphiques
  7. Classification texturale des roches métamorphiques


1. Signification des roches métamorphiques:

Les roches métamorphiques sont formées par l'action d'une chaleur et d'une pression importantes sur des roches ignées, sédimentaires ou d'autres roches existantes. Les ingrédients des roches subissent une recristallisation à l'état solide pour produire une nouvelle texture présentant de nouvelles caractéristiques.

Ainsi, chaque roche métamorphique a une roche mère à partir de laquelle elle a été formée. Le processus par lequel les roches sont soumises à la chaleur, à la pression et à la réaction avec des solutions chimiques et ainsi transformées en roches métamorphiques est appelé métamorphisme.

Les processus métamorphiques rénovent complètement et modifient le caractère physique et chimique préexistant de la vieille roche, de sorte que la nouvelle roche métamorphique est complètement différente.

La transformation peut impliquer des modifications de la minéralogie, de la texture, du tissu et même de la composition chimique. Le métamorphisme se produit lorsque les roches sont soumises à la chaleur (issue d'un enterrement ou d'injections de magma à proximité), à une pression (enfouissement), à une contrainte (suite à une collision de plaques) ou à une combinaison de ces facteurs.

Ces processus transforment un type de roche en un autre. Les pressions associées au métamorphisme sont extrêmes. Des pressions de cinq, dix ou même quinze mille atmosphères sont possibles. De telles pressions élevées existent à de grandes profondeurs dans la croûte.

Il faut également comprendre que le temps nécessaire à la métamorphose d’une roche est un temps géologique - il peut s’agir de centaines de milliers, voire de millions d’années. Le processus métamorphique s'accompagne souvent de la percolation de fluides chimiquement actifs à travers les roches.

Le fluide le plus important est l'eau. L’eau aux températures de métamorphisme est surchauffée, c’est-à-dire qu’elle se situe bien au-dessus du point d’ébullition normal et qu’elle est encore à l’état liquide en raison de la pression de confinement élevée.

La circulation de l'eau surchauffée contribue à favoriser les modifications en transportant des ions d'un endroit à l'autre. Lorsque de la chaleur, de la pression et des fluides chimiquement actifs sont appliqués sur un rocher pendant une très longue période, le rocher change et se modifie.


2. Textures de roches métamorphiques:

Dans la plupart des cas, les roches métamorphosées sont chauffées, comprimées et poussées, c'est-à-dire déformées. Par exemple, lorsqu'un pluton igné pénètre dans la roche environnante, il chauffe la roche et il doit également se ménager de la place pour lui-même et, partant, il éloigne la roche préexistante. Cette compression produit des caractéristiques qui sont regroupées sous le nom de texture métamorphique, la disposition des grains dans une roche.

Un arrangement courant de minéraux consiste à se disposer en bandes ou en feuilles appelées foliation. Dans la variété appelée foliation gneissique, les minéraux typiques du granite sont disposés en bandes déformées.

Les minéraux de couleur claire (quartz et feldspath) et les minéraux sombres (principalement du mica noir et de la hornblende) ont tendance à être séparés en bandes séparées, ce qui donne à la roche une apparence rayée. Ceci est caractéristique du gneiss, qui ressemble à un granit à bandes.

Lorsque les minéraux plaquettaires tels que le mica sont abondants, la roche acquiert une apparence plaquettaire à cause des nombreux plans qui y brillent et qui brillent avec le mica. C'est ce qu'on appelle la schistosité typique du schiste, une roche métamorphique brillante très utilisée à des fins décoratives.

Quelques textures métamorphiques sont si fréquentes qu'elles portent des noms spéciaux. Les termes suivants sont utilisés pour décrire les textures pouvant être reconnues lors d'un examen mégascopique.

je. Cataclastique:

Contenant de nombreux grains cassés, fragmentés et / ou granulés en réponse au métamorphisme de dislocation, l'agent prédominant étant la contrainte différentielle.

ii. Cristoblastique:

Indiquant une recristallisation sous l'influence d'une pression dirigée.

iii. Granoblastique:

Caractérisé par des grains plus ou moins équidimensionnels, généralement avec des limites bien suturées.

iv. Lépidoblastique:

Contenant une proportion notable de grains minéraux lamellaires ou feuilletés (ex: mica ou chlorite) présentant une foliation.

v. Nematoblastic:

Contenant une proportion notable de grains de minéraux prismatiques (ex: amphibole) présentant un alignement préféré, la linéation.

vi. Poïkiloblastique:

Avoir des mégacristaux qui sont criblés d'inclusions d'autres minéraux (on parle parfois de texture de tamis).

vii. Augen:

Méga cristaux (lenticulaires) en forme d’œil.

viii. Idioblastique:

Grains euhédriques formés par recristallisation métamorphique.

ix. Megacryst:

N'importe quel grain, quelle que soit son origine, qui est nettement plus gros que ses grains environnants.

X. Porphyroblaste:

Megacryst formé à la suite d'une recristallisation métamorphique.

xi. Xénoblastique:

Grains anédriques formés par recristallisation métamorphique.


3. Foliation dans les roches métamorphiques:

Nous savons que la pression est l’une des causes du métamorphisme. Les minéraux de la roche pressés dans des conditions de haute pression sont obligés de changer. Les roches métamorphiques peuvent être soumises à deux types de pression, comme indiqué à la Fig. 14.5, à savoir. pressions indirectes et directes.

La pression indirecte pousse les roches de tous les côtés de sorte que les matériaux soient compactés en éliminant les espaces entre les particules ou les cristaux. Dans le cas d'une pression directe, les forces de poussée agissent dans deux directions opposées, ce qui provoque l'allongement des minéraux et leur disposition en couches parallèles.

Cette texture où les minéraux sous l'action de la pression directe sont forcés de former des couches minces s'appelle foliation. Les minéraux en cours de compression sont reformés sous forme de longues formes linéaires. On peut noter que toutes les roches métamorphiques ne sont pas foliées.


4. Caractéristiques des roches métamorphiques:

Si une roche se transforme en une roche métamorphique, la plupart des caractéristiques de l'arc peuvent changer. De tels changements ont pour conséquence que la roche métamorphique nouvellement formée peut ne pas avoir de ressemblance avec sa roche d'origine.

Les caractéristiques importantes des roches métamorphiques sont les suivantes:

je. Changement de texture:

Au cours du métamorphisme, la taille, la forme et l'espacement des cristaux ou des grains dans la roche subissent des modifications. Les grains de la roche sont susceptibles de fondre et de fusionner sous l'action de la chaleur et de la pression et de subir une recristallisation formant des cristaux plus gros.

La texture originale de la roche change donc. Dans un autre cas, la haute pression peut fractionner les grains fragiles en fragments plus petits et ainsi modifier la texture de la roche ou, sous l’effet combiné de la chaleur et de la pression, transformer la roche fragmentée fracturée en une roche cristalline solide.

ii. Changement de densité:

Les espaces poreux dans les sédiments de roches ignées enfouies à de grandes profondeurs peuvent se fermer en raison de la pression élevée prévalant. De plus, la pression élevée agissant sur les grains peut les comprimer de manière à en réduire la taille. Toutes ces actions diminuent le volume de la roche et augmentent donc sa densité.

iii. Foliation et baguage:

Sous l'action de la haute pression, les cristaux sont forcés de se disposer en couches, ce qui provoque une foliation. Lorsque les minéraux de la roche sont amenés en couches par la pression, des bandes de couleurs différentes peuvent se former si les minéraux ont des densités différentes. Parfois, en raison de la chaleur intense, les couches de la roche peuvent être déformées.

iv. Changement de composition minérale:

Les minéraux de la roche d'origine sont instables sous haute pression et chaleur et par conséquent. Il y aura un réarrangement des ions entraînant la formation de nouveaux minéraux.

v. catégorisation des roches métamorphiques:

Les roches métamorphiques sont souvent classées en roches feuillues et non feuillues - un critère basé sur leur apparence. Les roches foliées ont une apparence en bandes ou en couches car les minéraux dans la roche sont alignés parallèlement. Ils comprennent le schiste, le gneiss et l’ardoise. Les roches non feuilletées comprennent le marbre, les cornéennes et le quartzite et ne sont pas baguées. Ils sont composés d'un minéral prédominant avec des cristaux de taille égale.


5. Grade métamorphique:

Le grade métamorphique fait référence à l'intensité ou au degré de métamorphisme. Au fur et à mesure que les pressions et les températures augmentent avec l'enfouissement, le grade métamorphique augmente. Cela se produirait par exemple si un rocher était enfoui de plus en plus profondément dans la croûte terrestre.

Par exemple, considérons une couche de boue déposée dans un lac ou un océan. Au fur et à mesure de son enfouissement sous des couches de sédiments, la boue est compactée et finalement lithifiée en mudstone. Si la roche est enfouie plus profondément et que la pression augmente, elle se métamorphose progressivement en grades supérieurs. Il se métamorphose d'abord en ardoise.

Au cours de ce processus, une pression et une température accrues réduisent la roche en une pierre dure et le processus de recristallisation des minéraux argileux en micas orientés commence, mais n'est pas encore bien développé. Par la suite, l’ardoise deviendra un schiste dans lequel la plupart des minéraux sont complètement recristallisés et réorientés vers un parallélisme presque parfait.

Il se métamorphose ensuite en un gneiss dans lequel de nombreux nouveaux minéraux se sont développés. À mesure que la teneur métamorphique augmente encore, la roche commencera à fondre. La roche formée quand un gneiss commence à fondre s'appelle magmatite. Si la fusion continue, la totalité de la roche fondra et un magma se formera, donnant naissance à une roche ignée.

Lorsque les roches originales sont exposées à la chaleur et à la pression, elles commencent à subir des modifications. Dans quelle mesure le changement se produit dépend des niveaux de chaleur et de pression auxquels ils sont soumis ou de leur qualité métamorphique.

(a) Roches métamorphiques à faible teneur qui conservent les caractéristiques des roches mères.

Dans ce cas, les roches sont soumises à des températures et pressions relativement basses. S'ils sont à l'origine des roches sédimentaires, ils peuvent toujours montrer des signes d'avions stratifiés ou de leurs structures d'origine.

(b) Roches métamorphiques à teneur élevée qui semblent différentes des roches parentales.

Dans ce cas, les roches sont soumises à des niveaux de chaleur et de pression très élevés, de sorte qu'après le métamorphisme, la structure interne de la roche ne ressemble plus à celle de la roche d'origine.

Dans le métamorphisme régional, les roches de la croûte dans de grandes zones sont enfouies à de grandes profondeurs et subissent des changements de structure. Les roches enfouies à de plus grandes profondeurs sont soumises à des pressions et à des températures plus élevées. Ainsi, dans ce cas, nous trouvons que dans une région donnée, des roches de différentes qualités métamorphiques.

Identification des grades métamorphiques:

La figure 14.4 montre les différents minéraux formés à partir de schiste argileux, une roche sédimentaire qui passe d'un métamorphisme à faible teneur à un métamorphisme à haute teneur. À un niveau de chaleur élevé, les minéraux peuvent fondre pour devenir du magma qui peut éventuellement se transformer en roche ignée.


6. Transformation des roches en roches métamorphiques:

A. Transformation des roches sédimentaires:

(1) Le schiste, une roche sédimentaire est constitué de minuscules particules d'argile. Quand le schiste est métamorphosé, il se change d'abord en ardoise. L'ardoise peut se briser le long de couches lisses et plates. À température plus élevée, l'ardoise se change en phyllite. La phyllite a des couches feuilletées de minéraux mica microscopiques brillants. Une fois soumis à une température et à une pression suffisamment élevées, de gros minéraux feuilletés se forment. Dans cet état, le rocher s'appelle Schiste.

À des températures très élevées (environ 650 ° C), les minéraux cessent de s’aplatir pour devenir des couches foliées. Ils tentent de dissiper le stress causé par la pression et changent d’état de stress élevé. Il en résulte la formation de gneiss rocheux. Cette roche montre une alternance de bandes de minéraux clairs et colorés. La séparation des minéraux clairs et sombres est appelée différenciation métamorphique. Le processus ci-dessus peut créer un gneiss à partir de n'importe quel rocher métamorphique, pas seulement du schiste.

Si la pression et la température dépassent le niveau de formation de gneiss, le gneiss commence à fondre pour devenir progressivement du magma. Si un rocher se forme à partir de cette condition, alors il s'agit d'une migmatite. Les migmatites sont des gneiss partiellement fondus puis solidifiés pour former des roches. Dans cet état, les couches sombres et feuilletées sont toujours visibles. Mais ils apparaissent comme des couches courbes au lieu de couches droites.

(2) Le calcaire, roche sédimentaire subit un métamorphisme différent. Lorsque le calcaire est soumis à des pressions et à une température élevées, les minéraux sont comprimés et tout l'espace interne entre les grains de cristal est évincé. La roche résultante est une roche dure et lisse appelée marbre. Le marbre a une caractéristique lisse et lisse et est couramment utilisé pour la sculpture.

(3) Le grès, une roche sédimentaire soumise au métamorphisme, forme une roche métamorphique appelée quartzite. Comme dans le cas du marbre, cette roche métamorphique se forme lorsque le grès est soumis à une très forte pression, de sorte que tout l’espace interne entre les grains minéraux est totalement éliminé, ce qui donne une masse continue de grains minéraux.

B. Transformation des roches ignées:

Lorsque les basaltes sont exposés à des pressions élevées mais à des températures relativement basses, ses minéraux subissent des transformations et deviennent foliés. À des pressions inférieures, les minéraux prennent une couleur verte. Dans cet état, la roche métamorphique est appelée schiste vert.

Cela a une texture feuilletée avec une couleur verte. Lorsqu'ils sont soumis à des pressions plus importantes, les minéraux de couleur verte deviennent bleus et, dans cet état, la roche est appelée schiste bleu. Lorsque ces schistes sont soumis à une température et une pression croissantes, ils se transforment en gneiss. Le granit et ces roches intrusives, soumis à des températures et pressions élevées, se transforment en gneiss.


7. Classification texturale des roches métamorphiques:

Les roches métamorphiques pouvant être formées à partir de n’importe quel type de roches existantes, leur composition minérale est plus étendue que celle de tous les autres types de roches. Ils ne peuvent pas être couverts par un schéma simple de classification, mais une classification texturale simple est donnée ci-dessous.

Il est important de noter que la plupart des roches métamorphiques sont anisotropes (ayant des propriétés différentes dans des directions différentes). Ainsi, par exemple, l'ardoise est très forte en compression avec les clivages perpendiculaires à la direction de compression et beaucoup plus faible lorsqu'elle est comprimée dans une direction parallèle aux clivages.

Toutes les autres roches foliées se comportent de la même manière. Ainsi, la plage de valeurs pour certains tests peut être très grande. Le tableau ci-dessous présente certaines propriétés techniques communes aux roches métamorphiques.

je. Marbre:

Le marbre est formé de roche carbonatée métamorphisée, le plus souvent calcaire. Le marbre peut être trouvé dans les zones métamorphisées régionales le long des zones de collision continent-continent et dans les racines des chaînes de montagnes pliées. Ils peuvent également être trouvés dans des zones qui étaient auparavant des plateaux marins peu profonds où une énorme quantité de récifs coralliens s’est accumulée.

Le marbre pur, principalement de la calcite avec des impuretés mineures, est blanc, mais en fonction du niveau de métamorphose et des impuretés chimiques dans le calcaire d'origine, différentes couleurs et tailles de cristal sont susceptibles d'être présentes. Le marbre est considéré comme une pierre à sculpter car il est doux et joliment coloré.

Des textures et des couleurs inhabituelles font de cette pierre une pierre de parement très précieuse pour les bâtiments. Le beau Taj Mahal en Inde est en marbre. Il convient toutefois de noter que le marbre est affecté par la pollution industrielle et les pluies acides.

ii. Quartzite:

La quartzite est formée par la métamorphose de grès quartzeux contenant 95% de silice. Nous savons que les grès forment des environnements sédimentaires de basse altitude et marins, les quartzites se trouvent ici dans des contextes métamorphiques. Le métamorphisme de contact produit également du quartzite et, par conséquent, on peut trouver du quartz autour des intrusions de granite.

Le quartz résiste très bien à l'érosion et ne supporte pas la végétation. Par conséquent, il forme des paysages rocheux exposés et des bords accidentés. On peut voir de la quartzite dans les chenaux des cours d’eau, les tranchées de routes et les pentes des collines, et se distinguer des schistes intermédiaires.

Quand le quartzite comprimé devient plus dur. C'est très dur et très résistant à la coupe. Il est donc rarement utilisé comme pierre de construction. Le quartzite pur est blanc. De petites quantités d'éléments comme le fer et le manganèse donnent à la roche une apparence verte ou grise.

iii. Ardoise:

Cette roche métamorphique est formée par la métamorphose du mudstone lorsqu'elle est fortement comprimée. Sa couleur va du noir au gris. On le trouve couramment dans les racines des vieilles chaînes de montagnes pliées. Cela permet de cliver en feuilles puisque tous les minéraux de mica de cette roche sont parfaitement alignés perpendiculairement au sens de la compression. Puisqu'il se fend facilement, il peut être fendu pour produire des feuilles de taille énorme.

L'ardoise est très résistante aux intempéries et a donc tendance à être exposée dans les collines accidentées. Il se brise sous forme d'éclats fragiles le long de ses plans de scission. En raison de sa propriété de résister aux intempéries et aux attaques des pluies acides, il peut être utilisé comme matériau de couverture dans les régions industrialisées. L'ardoise est également utilisée pour fabriquer des ardoises d'écriture et des tableaux noirs. Il peut être utilisé pour les dessus de tables de billard où le poids et la planéité sont essentiels.

À certains endroits, l’ardoise colorée apparaît en rouge, brun, vert et jaune avec une texture attrayante.

Le tableau ci-dessous résume la classification des roches métamorphiques en indiquant la roche mère, les conditions métamorphiques et la texture.

La séquence produite dans le métamorphisme schiste jusqu'à Gneiss est illustrée ci-dessous:

iv. Hornfels:

C'est une roche de silex sombre à grain fin dans laquelle les minéraux sont disposés au hasard. Ceci est formé à partir de mudstone et de basalte.

v. Phyllite:

Il s’agit d’une roche au feuillage soyeux, à grain plus grossier que l’ardoise.

vi. Schiste:

Il s’agit d’une roche feuillée, à grain plus grossier et de grade métamorphique plus élevé que la phyllite. Il est formé d'ardoise ou de basalte.

vii. Amphibolite:

Il s'agit d'une roche feuilletée de grade métamorphique plus élevé que le schiste. Il est formé de basalte.

viii. Gneiss:

C’est un rocher feuilleté et bagué. Il a un grain plus grossier que le schiste et est de la plus haute qualité métamorphique.