الاستعداد لمباراة CRMEFPréparation CRMEFمباراة CRMEFCRMEF SVT

أنواع التحول: المميزات العيدانية والسياقات الجيودينامية

أهداف الدرس

في نهاية هذا الدرس، ينبغي أن تكون قادرًا على:

  • تصنيف أنواع التحول حسب امتدادها وعاملها الغالب وتدرجها الحراري الأرضي؛
  • تمييز تحول التماس، ووصف تنطّق هالة، واستثمار هالة على خريطة؛
  • تمييز تحول الطمر (ضغط مرتفع – حرارة منخفضة) ومعادنه الشاهدة؛
  • تمييز تحول الاصطدام (ضغط متوسط – حرارة متوسطة) وتسلسل المعادن المؤشرة لبارو؛
  • موضعة التحول الجهوي ذي الضغط المنخفض – الحرارة المرتفعة، والتحول المحيطي، والتحول التكسيري؛
  • استعمال أنواع التحول لإعادة بناء سياق جيودينامي قديم (الأحزمة التحولية المزدوجة).

1. تصنيف أنواع التحول

تسمح ثلاثة معايير بتصنيف أنواع التحول:

  • الامتداد: محلي (بضعة أمتار إلى بضعة كيلومترات حول اندساس أو فالق) أو جهوي (مئات إلى آلاف الكلم²، على سلّم سلسلة جبلية)؛
  • العامل الغالب: الحرارة، الضغط، التشوه، الموائع؛
  • التدرج الحراري الأرضي (الدرس 172): ضعيف (HP–BT)، متوسط (MP–MT)، قوي (BP–HT).
النوع الامتداد العامل الغالب التدرج السياق
التماس محلي الحرارة قوي جدًّا حول الاندساسات الصهارية
الطمر (HP–BT) جهوي الضغط ضعيف مناطق الطمر
الاصطدام (MP–MT) جهوي الضغط والحرارة، مع التشوه متوسط سلاسل الاصطدام
الجهوي BP–HT جهوي الحرارة قوي الأقواس، مناطق التمدد، القشرة المرقَّقة
المحيطي جهوي (قيعان المحيطات) الحرارة والموائع قوي الظهرات
التكسيري (Cataclastique) محلي (نطاقات الفوالق) التشوه الميكانيكي — الفوالق ونطاقات القص

2. تحول التماس

2.1 السبب والمميزات

يُحدث اندساس صهاري ساخن (كرانيت نحو 700–800 °م) مصدرًا للحرارة في صخور مضيفة أبرد وقليلة العمق. فتتكوّن حوله هالة تحول بالتماس (أُدخل مفهوم الهالة في الدرسين 167 و169):

  • العامل الغالب: الحرارة، التي تتناقص من التماس نحو الخارج؛
  • ضغط ضعيف (اندساسات متموضعة على عمق بضعة كيلومترات): فالمعادن ذات الضغط المنخفض مثل الأندالوسيت والكورديريت مميزة؛
  • لا إجهادات موجَّهة مهمة: لا يكون لصخور التماس عمومًا تشيست؛ إنها كتلية، ذات نسيج حبيبي متحول؛
  • امتداد محلي: من بضع مئات من الأمتار إلى 1–2 كلم.

2.2 تنطّق هالة في صخور مضيفة طينية

صورة 1 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

مقطع جيولوجي علمي تعليمي بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، يُظهر على اليسار اندساسًا من الكرانيت الوردي بعلامات «+»، بتماس عمودي واضح، وعلى اليمين الصخور المضيفة المكوّنة من شيست طيني رمادي بتطبّق ظاهر. وبينهما، ثلاثة أشرطة موازية للتماس، تزداد عرضًا نحو الخارج: عند التماس، شريط رمادي داكن كتلي موسوم «كورنيان (أندالوسيت، كورديريت، بيوتيت، ± سيليمانيت)»؛ ثم شريط موسوم «شيست بالأندالوسيت (كياستوليت)» مع مواشير صغيرة مستطيلة؛ ثم شريط ببقع صغيرة داكنة موسوم «شيست مبقّع (بقع الكورديريت)»؛ وأخيرًا الصخور المضيفة غير المتحولة موسومة «شيست غير متحول». فوق المقطع، منحنى أحمر متناقص للحرارة القصوى المبلوغة، من التماس (≈ 650 °م) نحو الخارج (≈ 300 °م)، موسوم «الحرارة القصوى المبلوغة». قوس أفقي على امتداد عرض الأشرطة موسوم «هالة التماس». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

من التماس نحو الخارج، في صخور ذات أصل طيني:

النطاق الصخرة المعادن المميزات
عند التماس الكورنيان (Cornéenne) أندالوسيت، كورديريت، بيوتيت، فلدسبات بوتاسي، وأحيانًا سيليمانيت صخرة صلبة، كتلية، كسرها شظوي؛ إعادة تبلور تامة؛ تطبّق ممحو
النطاق الوسيط شيست بالأندالوسيت أندالوسيت (غالبًا على شكل كياستوليت Chiastolite، بمحتويات على شكل صليب) بلورات كبيرة متحولة مرئية
النطاق الخارجي شيست مبقّع (Schiste tacheté) بقع صغيرة من كورديريت ناشئ إعادة تبلور في بدايتها
ما بعده شيست غير متحول المعادن الأصلية —

وفي صخور مضيفة كلسية، يُنتج التماس رخامًا، وإذا جلبت موائع آتية من الصهارة Si وFe وMg، تتكوّن صخور بسيليكات كلسية (سكارن Skarns)، ممعدنة أحيانًا.

2.3 عوامل عرض الهالة

يتوقف عرض الهالة على:

  • حجم الاندساس وحرارته (كتلة جوفية كرانيتية كبيرة تسخّن مدة طويلة)؛
  • طبيعة الصخور المضيفة (الصخور الطينية تتفاعل أكثر من الحث)؛
  • عمق التموضع (صخور مضيفة ساخنة أصلًا تتفاعل أكثر)؛
  • ميل التماس: على خريطة، تبدو الهالة أعرض حيث يغوص سقف الكتلة الجوفية بلطف (الدرس 167).

3. تحول الطمر (ضغط مرتفع – حرارة منخفضة)

3.1 الظروف

في منطقة طمر، يُدفن الغلاف الصخري المحيطي البارد بسرعة: فيرتفع الضغط أسرع بكثير من الحرارة. ويكون التدرج ضعيفًا (≈ 5–10 °م/كلم). وتجتاز الصخور المجرورة (القشرة المحيطية، الرواسب، وأحيانًا الهامش القاري) سحنة الشيست الأزرق ثم سحنة الإكلوجيت (الدرس 171).

3.2 المعادن الشاهدة

الصخرة الصخرة الأصلية المعادن المميزة الظروف
الشيست الأزرق بازلت، غابرو غلوكوفان (أمفيبول أزرق صودي)، لوسونيت، جاديت، إبيدوت ≈ 200–500 °م؛ ضغط مرتفع
الإكلوجيت بازلت، غابرو عقيق أحمر + أومفاسيت أخضر (± ديستين)؛ لا بلاجيوكلاز ضغط مرتفع جدًّا (أكثر من ≈ 12–15 kbar)
صخور بالكوزيت (ضغط فائق الارتفاع) صخور قشرية كوزيت، وأحيانًا ماس ضغط > ≈ 25–30 kbar (≈ 100 كلم)
صورة 2 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

لوحة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector)، من جزأين. على اليسار، مقطع لمنطقة طمر: غلاف صخري محيطي رمادي مزرق يغوص تحت صفيحة راكبة، مع خطوط تساوي حرارة برتقالية منغرزة بقوة على طول اللوح؛ وعلى طول اللوح، ثلاث مناطق ملونة متعاقبة في العمق موسومة «شيست أخضر» (قرب السطح)، «شيست أزرق» (أزرق)، «إكلوجيت» (أحمر وأخضر)؛ وسهم عودة نحو السطح على طول السطح البيني موسوم «استخراج سريع». على اليمين، منظران صغيران لصفائح رقيقة بالمجهر في الضوء الطبيعي: أحدهما يُظهر بلورات مستطيلة زرقاء إلى بنفسجية موسومة «غلوكوفان» مع بلورات عديمة اللون «لوسونيت»؛ والآخر يُظهر حبات عقيق كبيرة حمراء-وردية مستديرة في أرضية من بيروكسين أخضر باهت موسومة «إكلوجيت: عقيق + أومفاسيت». سلّم 1 مم. خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

3.3 الاستخراج والحفظ

لكي تبلغ هذه الصخور السطح بتجمّعاتها العيدانية، يجب أن تُستخرج بسرعة مع بقائها باردة: إنه مسار الضغط–الحرارة–الزمن على شكل «دبوس شعر» (الدرس 172). ويعود حفظها إلى شبه الاستقرار وإلى نقص الماء اللازم لتحول تراجعي تام.

4. تحول الاصطدام (ضغط متوسط – حرارة متوسطة)

4.1 الظروف

في سلسلة اصطدام، يزداد سُمك القشرة القارية بتكدّس السدائم (Nappes)؛ فتسخن الصخور المدفونة تدريجيًا، بتأثير إجهادات موجَّهة شديدة. ويكون التدرج متوسطًا (≈ 20–30 °م/كلم). إنه تحول جهوي، معاصر للتشوه: ويسمّى التحول الدينامي-حراري (Dynamothermique) (المصطلح المستعمل في التوجيهات التربوية المغربية)، لأنه يجمع بين التشوه (التشيست، التورّق) والتسخين.

4.2 تسلسل بارو

في المرتفعات الاسكتلندية، وصف ج. بارو (G. Barrow) (في أواخر القرن التاسع عشر)، في صخور ذات أصل طيني، تعاقبًا من النطاقات يعلّمها ظهور معادن مؤشرة تزداد «سخونة»؛ وأصبح هذا التسلسل المرجع في التحول MP–MT:

كلوريت ← بيوتيت ← عقيق ← ستوروتيد ← ديستين ← سيليمانيت

صورة 3 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

لوحة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector). في الأعلى، شريط أفقي مقسّم إلى ستة نطاقات من اليسار إلى اليمين، بلون يزداد سخونة (أخضر باهت ← أحمر)، موسومة «كلوريت»، «بيوتيت»، «عقيق»، «ستوروتيد»، «ديستين»، «سيليمانيت»، مع رسم صغير للمعدن المؤشر لكل منها (رقائق خضراء، رقائق بنية، بلورة مستديرة حمراء، موشور بني مزدوج على شكل صليب، شفرة مزرقة مستطيلة، إبر بيضاء رفيعة). تحت الشريط، الصخرة الموافقة: «شيست»، «شيست»، «ميكاشيست بالعقيق»، «ميكاشيست بالستوروتيد»، «ميكاشيست أو نيس بالديستين»، «نيس بالسيليمانيت»، ثم في الطرف الأيمن نطاق «ميكماتيت». في الأسفل، سهم «حرارة متزايدة، ضغط متوسط». خلفية بيضاء، تسميات بخط عربي واضح

النطاق الصخرة النموذجية الدلالة
الكلوريت، البيوتيت شيست درجة ضعيفة (الشيست الأخضر)
العقيق، الستوروتيد ميكاشيست درجة متوسطة (الأمفيبوليت)
الديستين ميكاشيست، نيس درجة متوسطة إلى قوية؛ ضغط متوسط (ديستين لا أندالوسيت)
السيليمانيت نيس درجة قوية
ما بعده ميكماتيت، كرانيتات أناتيكتية الأناتيكسي (الدرس 169)

وقد تبلغ الأجزاء الأعمق من سلاسل الاصطدام سحنة الغرانوليت (حرارة مرتفعة، معادن غير مميَّهة). ويرتبط تحول الاصطدام ارتباطًا وثيقًا بـالأناتيكسي والكرانيتات الأناتيكتية (الدرس 169): واستمرارية ميكاشيست ← نيس ← ميكماتيت ← كرانيت أناتيكتي تعبير عن ذلك.

5. التحول الجهوي ذو الضغط المنخفض – الحرارة المرتفعة

في بعض المناطق، يمتد تدرج قوي على مساحات واسعة: فيكون التسلسل العيداني للصخور الطينية حينئذ أندالوسيت ← سيليمانيت، مع الكورديريت، دون ديستين (نمط أبوكوما Abukuma، في اليابان).

السياقات: مناطق تُجلب فيها الحرارة بوفرة على عمق ضعيف — الأقواس البركانية فوق مناطق الطمر، ومناطق التمدد والقشرة المرقَّقة، والمجالات التي تخترقها اندساسات عديدة.

6. أنواع أخرى من التحول

6.1 التحول المحيطي

عند الظهرات، يدور ماء البحر في القشرة الساخنة (الدرسان 165 و168): فيتحوّل البازلت والغابرو، دون إجهادات موجَّهة، إلى صخور ذات معادن مميَّهة (سحنة الزيوليت، والشيست الأخضر، بل والأمفيبوليت في العمق)؛ ويتحوّل البيريدوتيت إلى سربنتينيت. ويُميّه هذا التحول الغلافَ الصخري المحيطي الذي سيحرّر هذا الماء عند طمره (الدرس 169).

6.2 التحول التكسيري (نطاقات الفوالق)

على طول الفوالق ونطاقات القص، يحوّل التشوه الميكانيكي الصخور:

  • قرب السطح، في المجال الهش: بريشة الفالق (Brèches de faille) والكاتاكلازيت (Cataclasites) (صخور مسحوقة)؛
  • في العمق، في المجال اللدن: الميلونيت، صخور أعيد تبلورها بدقة وشديدة التورّق.

وهذا التحول محلي ومرتبط ببنية تكتونية (الدرس 175).

6.3 حالات خاصة

  • تحول الدفن (Métamorphisme d'enfouissement): في الأحواض الرسوبية الشديدة السُّمك، تبلغ الصخور المدفونة ظروفًا ذات درجة ضعيفة جدًّا، في استمرارية مع التصخّر (الدرس 144).
  • تحول الصدمة (Métamorphisme de choc): أثناء اصطدام النيازك، تُنتج ضغوط هائلة وقصيرة معادن ذات ضغط مرتفع جدًّا (كوزيت، ستيشوفيت) وبنيات خاصة.

7. قراءة سلسلة جبلية بواسطة التحول

الملاحظة التأويل
شيست أزرق، إكلوجيت، صخور بالكوزيت طمر قديم؛ نطاق اختفاء محيط
أفيوليتات مقترنة بصخور ذات ضغط مرتفع بقايا غلاف صخري محيطي (الدرسان 136 و168)
تسلسل كلوريت ← بيوتيت ← عقيق ← ستوروتيد ← ديستين ← سيليمانيت ازدياد سُمك القشرة في الاصطدام (MP–MT)
ميكماتيت وكرانيتات أناتيكتية الأجزاء الأسخن من السلسلة (أناتيكسي)
تسلسل أندالوسيت ← سيليمانيت جهوي تدرج قوي: قوس أو تمدد
هالات تماس حول كرانيتات اندساسات متأخرة في قشرة أبرد
حزام HP–BT موازٍ لحزام BP–HT طمر؛ الخندق في جهة HP–BT

وتُستثمر هذه الأدوات في دراسة تكوّن السلاسل الجبلية وإعادة بناء التاريخ الجيولوجي لمنطقة (الدرسان 177 و178).

8. أخطاء شائعة وفخاخ الامتحان

الخطأ التصويب
«تُبدي صخور التماس تشيستًا» يجري تحول التماس دون إجهادات موجَّهة: فالكورنيان كتلي
«الهالة أكثر تحولًا بعيدًا عن الكرانيت» تتناقص الشدة من التماس نحو الخارج
«تحول التماس ذو ضغط مرتفع» إنه ذو ضغط منخفض (أندالوسيت، كورديريت)
«يتكوّن الشيست الأزرق في حرارة مرتفعة» يتكوّن في ضغط مرتفع وحرارة منخفضة
«يدل الإكلوجيت في السطح على منطقة اصطدام» يدل على طمر قديم (قد يُدمج بعد ذلك في سلسلة اصطدام)
«لا يرافق التشوهُ تحولَ الاصطدام الجهوي» إنه دينامي-حراري: يقترن فيه التشوه والتسخين
«يدل الأندالوسيت والديستين على نوع التحول نفسه» الأندالوسيت ← ضغط منخفض؛ الديستين ← ضغط متوسط إلى مرتفع
«التحول الدينامي = تحول الفوالق» في البرنامج المغربي، ينعت «الدينامي» تحولَ الطمر؛ أما تحول الفوالق فيسمّى التكسيري

9. خلاصة

  • التصنيف حسب الامتداد (محلي / جهوي)، والعامل الغالب، والتدرج.
  • التماس: محلي، حرارة، ضغط منخفض، دون تشيست؛ تنطّق كورنيان ← شيست بالأندالوسيت ← شيست مبقّع؛ الهالة = اندساس أسخن من صخوره المضيفة ولاحق لها.
  • الطمر (HP–BT): تدرج ضعيف؛ شيست أزرق (غلوكوفان، لوسونيت)، إكلوجيت (عقيق + أومفاسيت)، كوزيت (ضغط فائق الارتفاع)؛ استخراج سريع وشبه استقرار؛ بصمة طمر قديم.
  • الاصطدام (MP–MT، دينامي-حراري): ازدياد السُّمك والتشوه؛ تسلسل بارو كلوريت ← بيوتيت ← عقيق ← ستوروتيد ← ديستين ← سيليمانيت ← ميكماتيت؛ غرانوليت في العمق.
  • BP–HT الجهوي: أندالوسيت ← سيليمانيت، كورديريت؛ الأقواس، التمدد؛ الأحزمة المزدوجة HP–BT / BP–HT ← قطبية الطمر.
  • المحيطي (تميّه، سربنتة)، التكسيري (بريشة، كاتاكلازيت، ميلونيت)، الدفن، الصدمة.
  • التحول أداة لـإعادة البناء الجيودينامي للسلاسل القديمة.

الدرس الموالي

التكتونية التحليلية: ريولوجيا الصخور — بعد الصهارية والتحول، يدرس الدرس الموالي، الذي يفتتح التشوهات التكتونية، كيف تستجيب الصخور للإجهادات: السلوك المرن والهش واللدن، والعوامل التي تتحكم فيها.

Types de métamorphisme : caractéristiques minéralogiques et contextes géodynamiques

Objectifs de la leçon

À la fin de cette leçon, vous devez être capable de :

  • classer les types de métamorphisme selon leur extension, leur facteur dominant et leur gradient géothermique ;
  • caractériser le métamorphisme de contact, décrire la zonation d'une auréole et exploiter une auréole sur une carte ;
  • caractériser le métamorphisme de subduction (haute pression – basse température) et ses minéraux témoins ;
  • caractériser le métamorphisme de collision (moyenne pression – moyenne température) et la séquence des minéraux index de Barrow ;
  • situer le métamorphisme de basse pression – haute température régional, le métamorphisme océanique et le métamorphisme cataclastique ;
  • utiliser les types de métamorphisme pour reconstituer un contexte géodynamique ancien (ceintures métamorphiques couplées).

1. Classer les métamorphismes

Trois critères permettent de classer les métamorphismes :

  • l'extension : local (quelques mètres à quelques kilomètres autour d'une intrusion ou d'une faille) ou régional (des centaines à des milliers de km², à l'échelle d'une chaîne de montagnes) ;
  • le facteur dominant : température, pression, déformation, fluides ;
  • le gradient géothermique (leçon 172) : faible (HP–BT), moyen (MP–MT), fort (BP–HT).
Type Extension Facteur dominant Gradient Contexte
Contact Local Température Très fort Autour des intrusions magmatiques
Subduction (HP–BT) Régional Pression Faible Zones de subduction
Collision (MP–MT) Régional Pression et température, avec déformation Moyen Chaînes de collision
Régional BP–HT Régional Température Fort Arcs, zones d'extension, croûte amincie
Océanique Régional (planchers océaniques) Température et fluides Fort Dorsales
Cataclastique Local (zones de failles) Déformation mécanique — Failles et zones de cisaillement

2. Le métamorphisme de contact

2.1 Cause et caractères

Une intrusion magmatique chaude (un granite vers 700–800 °C) met en place une source de chaleur dans un encaissant plus froid et peu profond. Autour d'elle se développe une auréole de métamorphisme de contact (la notion d'auréole a été introduite dans les leçons 167 et 169) :

  • facteur dominant : la température, qui décroît du contact vers l'extérieur ;
  • pression faible (intrusions situées à quelques kilomètres de profondeur) : les minéraux de basse pression comme l'andalousite et la cordiérite sont caractéristiques ;
  • pas de contraintes orientées importantes : les roches de contact n'ont en général pas de schistosité ; elles sont massives, à texture granoblastique ;
  • extension locale : de quelques centaines de mètres à 1–2 km.

2.2 La zonation d'une auréole dans un encaissant argileux

Image 1 — en préparation
Description

Coupe géologique scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, montrant à gauche une intrusion de granite rose à croix, à contact vertical net, et à droite l'encaissant constitué de schistes argileux gris à stratification visible. Entre les deux, trois bandes parallèles au contact, de plus en plus larges vers l'extérieur : au contact, bande gris foncé massive légendée « cornéennes (andalousite, cordiérite, biotite, ± sillimanite) » ; puis bande légendée « schistes à andalousite (chiastolite) » avec de petits prismes allongés ; puis bande avec de petites taches sombres légendée « schistes tachetés (taches de cordiérite) » ; enfin l'encaissant non transformé légendé « schistes non métamorphiques ». Au-dessus de la coupe, une courbe rouge décroissante de la température maximale atteinte, du contact (≈ 650 °C) vers l'extérieur (≈ 300 °C), légendée « température maximale atteinte ». Une accolade horizontale sur toute la largeur des bandes est légendée « auréole de contact ». Fond blanc, annotations en français

Du contact vers l'extérieur, dans des roches d'origine argileuse :

Zone Roche Minéraux Caractères
Au contact Cornéenne Andalousite, cordiérite, biotite, feldspath potassique, parfois sillimanite Roche dure, massive, cassure esquilleuse ; recristallisation complète ; stratification effacée
Zone intermédiaire Schiste à andalousite Andalousite (souvent en chiastolite, à inclusions en croix) Porphyroblastes visibles
Zone externe Schiste tacheté Petites taches de cordiérite naissante Recristallisation débutante
Au-delà Schiste non métamorphique Minéraux d'origine —

Dans un encaissant calcaire, le contact produit des marbres et, si des fluides venus du magma apportent Si, Fe, Mg, des roches à silicates calciques (skarns), parfois minéralisées.

2.3 Les facteurs de la largeur d'une auréole

La largeur de l'auréole dépend :

  • de la taille et de la température de l'intrusion (un grand pluton granitique chauffe longtemps) ;
  • de la nature de l'encaissant (les roches argileuses réagissent plus que les grès) ;
  • de la profondeur de mise en place (un encaissant déjà chaud réagit plus) ;
  • de l'inclinaison du contact : sur une carte, l'auréole paraît plus large là où le toit du pluton plonge doucement (leçon 167).

3. Le métamorphisme de subduction (haute pression – basse température)

3.1 Conditions

Dans une zone de subduction, la lithosphère océanique froide est enfouie rapidement : la pression augmente beaucoup plus vite que la température. Le gradient est faible (≈ 5–10 °C/km). Les roches entraînées (croûte océanique, sédiments, parfois marge continentale) traversent les faciès des schistes bleus puis des éclogites (leçon 171).

3.2 Les minéraux témoins

Roche Protolithe Minéraux caractéristiques Conditions
Schiste bleu Basalte, gabbro Glaucophane (amphibole bleue sodique), lawsonite, jadéite, épidote ≈ 200–500 °C ; P élevée
Éclogite Basalte, gabbro Grenat rouge + omphacite verte (± disthène) ; plus de plagioclase P très élevée (au-delà de ≈ 12–15 kbar)
Roches à coésite (ultra-haute pression) Roches crustales Coésite, parfois diamant P > ≈ 25–30 kbar (≈ 100 km)
Image 2 — en préparation
Description

Planche scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, en deux parties. À gauche, une coupe de zone de subduction : lithosphère océanique gris-bleu plongeant sous une plaque chevauchante, avec des isothermes orange fortement enfoncées le long du panneau ; le long du panneau, trois zones colorées successives en profondeur légendées « schistes verts » (près de la surface), « schistes bleus » (bleu), « éclogites » (rouge et vert) ; une flèche en retour vers la surface le long de l'interface légendée « exhumation rapide ». À droite, deux petites vues de lames minces au microscope en lumière naturelle : l'une montrant des cristaux allongés bleus à violets légendés « glaucophane » avec des cristaux incolores « lawsonite » ; l'autre montrant de gros grenats rouge-rose arrondis dans une matrice de pyroxène vert pâle légendée « éclogite : grenat + omphacite ». Échelle 1 mm. Fond blanc, annotations en français

3.3 Exhumation et conservation

Pour que ces roches parviennent en surface avec leurs paragenèses, elles doivent être exhumées rapidement tout en restant froides : c'est le chemin P–T–t en « épingle à cheveux » (leçon 172). Leur conservation tient à la métastabilité et au manque d'eau pour une rétromorphose complète.

4. Le métamorphisme de collision (moyenne pression – moyenne température)

4.1 Conditions

Dans une chaîne de collision, la croûte continentale s'épaissit par empilement de nappes ; les roches enfouies se réchauffent progressivement, sous l'effet de contraintes orientées intenses. Le gradient est moyen (≈ 20–30 °C/km). C'est un métamorphisme régional, contemporain de la déformation : il est dit dynamothermique (terme utilisé dans les orientations pédagogiques marocaines), car il associe déformation (schistosité, foliation) et réchauffement.

4.2 La séquence de Barrow

Dans les Highlands d'Écosse, G. Barrow a décrit (fin du XIXᵉ siècle), dans des roches d'origine argileuse, une succession de zones marquées par l'apparition de minéraux index de plus en plus « chauds » ; cette séquence est devenue la référence du métamorphisme MP–MT :

chlorite → biotite → grenat → staurotide → disthène → sillimanite

Image 3 — en préparation
Description

Planche scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate. En haut, une bande horizontale découpée en six zones de gauche à droite, de couleur de plus en plus chaude (vert pâle → rouge), légendées « chlorite », « biotite », « grenat », « staurotide », « disthène », « sillimanite », avec pour chacune un petit dessin du minéral index (paillettes vertes, paillettes brunes, cristal rond rouge, prisme brun maclé en croix, lame bleutée allongée, fines aiguilles blanches). Sous la bande, la roche correspondante : « schiste », « schiste », « micaschiste à grenat », « micaschiste à staurotide », « micaschiste ou gneiss à disthène », « gneiss à sillimanite », puis à l'extrémité droite une zone « migmatites ». En bas, une flèche « température croissante, pression moyenne ». Fond blanc, annotations en français

Zone Roche typique Signification
Chlorite, biotite Schistes Degré faible (schistes verts)
Grenat, staurotide Micaschistes Degré moyen (amphibolites)
Disthène Micaschistes, gneiss Degré moyen à fort ; pression moyenne (disthène et non andalousite)
Sillimanite Gneiss Degré fort
Au-delà Migmatites, granites d'anatexie Anatexie (leçon 169)

Les parties les plus profondes des chaînes de collision peuvent atteindre le faciès des granulites (haute température, minéraux anhydres). Le métamorphisme de collision est étroitement associé à l'anatexie et aux granites d'anatexie (leçon 169) : la continuité micaschiste → gneiss → migmatite → granite d'anatexie en est l'expression.

5. Le métamorphisme régional de basse pression – haute température

Dans certaines régions, un gradient fort s'étend sur de grandes surfaces : la séquence minérale des roches argileuses est alors andalousite → sillimanite, avec cordiérite, sans disthène (type Abukuma, au Japon).

Contextes : zones où la chaleur est apportée en abondance à faible profondeur — arcs volcaniques au-dessus des subductions, zones d'extension et de croûte amincie, domaines traversés par de nombreuses intrusions.

6. Autres types de métamorphisme

6.1 Le métamorphisme océanique

Aux dorsales, l'eau de mer circule dans la croûte chaude (leçons 165 et 168) : les basaltes et gabbros sont transformés, sans contraintes orientées, en roches à minéraux hydratés (faciès des zéolites, des schistes verts, voire des amphibolites en profondeur) ; les péridotites se transforment en serpentinites. Ce métamorphisme hydrate la lithosphère océanique qui, subduite, libérera cette eau (leçon 169).

6.2 Le métamorphisme cataclastique (zones de failles)

Le long des failles et des zones de cisaillement, la déformation mécanique transforme les roches :

  • près de la surface, en domaine cassant : brèches de faille et cataclasites (roches broyées) ;
  • en profondeur, en domaine ductile : mylonites, roches finement recristallisées et fortement foliées.

Ce métamorphisme est local et lié à une structure tectonique (leçon 175).

6.3 Cas particuliers

  • Métamorphisme d'enfouissement : dans les bassins sédimentaires très épais, les roches enfouies atteignent des conditions de très bas degré, en continuité avec la diagenèse (leçon 144).
  • Métamorphisme de choc : lors des impacts de météorites, des pressions énormes et brèves produisent des minéraux de très haute pression (coésite, stishovite) et des structures particulières.

7. Lire une chaîne de montagnes grâce au métamorphisme

Observation Interprétation
Schistes bleus, éclogites, roches à coésite Ancienne subduction ; zone de disparition d'un océan
Ophiolites associées à des roches de haute pression Restes de lithosphère océanique (leçons 136 et 168)
Séquence chlorite → biotite → grenat → staurotide → disthène → sillimanite Épaississement crustal de collision (MP–MT)
Migmatites et granites d'anatexie Parties les plus chaudes de la chaîne (anatexie)
Séquence andalousite → sillimanite régionale Gradient fort : arc ou extension
Auréoles de contact autour de granites Intrusions tardives dans une croûte plus froide
Ceinture HP–BT parallèle à une ceinture BP–HT Subduction ; fosse du côté HP–BT

Ces outils sont réinvestis dans l'étude des orogenèses et la reconstitution de l'histoire géologique d'une région (leçons 177 et 178).

8. Erreurs fréquentes et pièges d'examen

Erreur Correction
« Les roches de contact présentent une schistosité » Le métamorphisme de contact s'effectue sans contraintes orientées : les cornéennes sont massives
« L'auréole est plus métamorphique loin du granite » L'intensité décroît du contact vers l'extérieur
« Le métamorphisme de contact est de haute pression » Il est de basse pression (andalousite, cordiérite)
« Les schistes bleus se forment à haute température » Ils se forment à haute pression et basse température
« Des éclogites en surface indiquent une zone de collision » Elles indiquent une ancienne subduction (éventuellement incluse ensuite dans une chaîne de collision)
« Le métamorphisme régional de collision ne s'accompagne pas de déformation » Il est dynamothermique : déformation et réchauffement sont associés
« Andalousite et disthène indiquent le même type de métamorphisme » Andalousite → basse pression ; disthène → pression moyenne à élevée
« Métamorphisme dynamique = métamorphisme des failles » Dans le programme marocain, « dynamique » qualifie le métamorphisme de subduction ; celui des failles est dit cataclastique

9. Bilan

  • Classement selon l'extension (local / régional), le facteur dominant et le gradient.
  • Contact : local, température, basse pression, sans schistosité ; zonation cornéennes → schistes à andalousite → schistes tachetés ; auréole = intrusion plus chaude que l'encaissant et postérieure à lui.
  • Subduction (HP–BT) : gradient faible ; schistes bleus (glaucophane, lawsonite), éclogites (grenat + omphacite), coésite (UHP) ; exhumation rapide et métastabilité ; signature d'une ancienne subduction.
  • Collision (MP–MT, dynamothermique) : épaississement et déformation ; séquence de Barrow chlorite → biotite → grenat → staurotide → disthène → sillimanite → migmatites ; granulites en profondeur.
  • BP–HT régional : andalousite → sillimanite, cordiérite ; arcs, extension ; ceintures couplées HP–BT / BP–HT → polarité de la subduction.
  • Océanique (hydratation, serpentinisation), cataclastique (brèches, cataclasites, mylonites), enfouissement, choc.
  • Le métamorphisme est un outil de reconstitution géodynamique des chaînes anciennes.

Leçon suivante

Tectonique analytique : rhéologie des roches — Après le magmatisme et le métamorphisme, la leçon suivante, qui ouvre les déformations tectoniques, étudie comment les roches réagissent aux contraintes : comportements élastique, cassant et ductile, et facteurs qui les contrôlent.