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 الإعدادوصف 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:
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.
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 préparationDescription
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
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).
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 préparationDescription
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 :
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)
« 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.
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.