Géologie physique

Il existe deux principaux types de roches métamorphiques: celles qui sont foliées parce qu’elles se sont formées dans un environnement avec une pression dirigée ou une contrainte de cisaillement, et celles qui ne sont pas foliées parce qu’elles se sont formées dans un environnement sans pression dirigée ou relativement près de la surface avec très peu de pression., Certains types de roches métamorphiques, comme le quartzite et le marbre, qui se forment également dans des situations de pression dirigée, ne présentent pas nécessairement de foliation parce que leurs minéraux (quartz et calcite respectivement) n’ont pas tendance à montrer un alignement (voir Figure 7.12).

Lorsqu’une roche est comprimée sous une pression dirigée pendant le métamorphisme, elle est susceptible d’être déformée, ce qui peut entraîner un changement de texture tel que les minéraux sont allongés dans la direction perpendiculaire à la contrainte principale (Figure 7.5). Cela contribue à la formation de la foliation.,

Lorsqu’une roche est à la fois chauffée et comprimée pendant le métamorphisme, et que le changement de température est suffisant pour que de nouveaux minéraux se forment à partir de minéraux existants, il est probable que les nouveaux minéraux seront forcés de croître avec leurs longs axes perpendiculaires à la direction de compression. Ceci est illustré à la figure 7.6, où la roche mère est le schiste, avec la litière comme indiqué., Après chauffage et compression, de nouveaux minéraux se sont formés dans la roche, généralement parallèles les uns aux autres, et la litière d’origine a été en grande partie effacée.

la Figure 7.7 montre un exemple de cet effet. Ce gros rocher a une litière encore visible sous forme de bandes sombres et claires en pente raide vers la droite. La roche a également une forte foliation ardoisée, qui est horizontale dans cette vue, et s’est développée parce que la roche était comprimée pendant le métamorphisme. La roche s’est séparée du substrat rocheux le long de ce plan de foliation, et vous pouvez voir que d’autres faiblesses sont présentes dans la même orientation.

Presser et chauffer seuls (comme illustré à la Figure 7.,5) et la compression, le chauffage et la formation de nouveaux minéraux (comme le montre la figure 7.6) peuvent contribuer à la foliation, mais la plupart des foliations se développent lorsque de nouveaux minéraux sont forcés de croître perpendiculairement à la direction de la plus grande contrainte (Figure 7.6). Cet effet est particulièrement fort si les nouveaux minéraux sont platy comme le mica ou allongés comme l’amphibole. Les cristaux minéraux n’ont pas besoin d’être gros pour produire une foliation. L’ardoise, par exemple, est caractérisée par aligné flocons de mica qui sont trop petits pour voir.

Les différents types de roches métamorphiques foliées, classées par ordre de grade ou d’intensité du métamorphisme et de type de foliation sont l’ardoise, la phyllite, le schiste et le gneiss (Figure 7.8)., Comme déjà noté, l’ardoise est formée à partir du métamorphisme de bas grade du schiste, et a des cristaux microscopiques d’argile et de mica qui se sont développés perpendiculairement à la contrainte. L’ardoise a tendance à se briser en feuilles plates. La phyllite est semblable à l’ardoise, mais a généralement été chauffée à une température plus élevée; les micas ont grandi et sont visibles sous forme d’éclat à la surface. Là où l’ardoise est généralement plane, la phyllite peut se former en couches ondulées., Dans la formation du schiste, la température a été suffisamment chaude pour que des cristaux de mica individuels soient visibles, et d’autres cristaux minéraux, tels que le quartz, le feldspath ou le grenat peuvent également être visibles. Dans le gneiss, les minéraux peuvent s’être séparés en bandes de couleurs différentes. Dans l’exemple illustré à la figure 7.8 d, les bandes sombres sont en grande partie amphiboles tandis que les bandes claires sont du feldspath et du quartz. La plupart des gneiss ont peu ou pas de mica car il se forme à des températures plus élevées que celles sous lesquelles les micas sont stables., Contrairement à l « ardoise et à la phyllite, qui ne se forment généralement qu » à partir de mudrock, schiste, et surtout gneiss, peut se former à partir d  » une variété de roches mères, y compris mudrock, grès, conglomérat, et une gamme de roches ignées volcaniques et intrusives.

Le schiste et le gneiss peuvent être nommés sur la base des minéraux importants présents. Par exemple, un schiste dérivé du basalte est généralement riche en chlorite minérale, nous l’appelons donc schiste chlorite. Un dérivé du schiste peut être un schiste muscovite-biotite, ou juste un schiste mica, ou s’il y a des grenats présents, il pourrait être un schiste mica-grenat., De même, un gneiss originaire de basalte et dominé par l’amphibole est un gneiss amphibole ou, plus exactement, une amphibolite.

si une roche est enfouie à une grande profondeur et rencontre des températures proches de son point de fusion, elle fondra partiellement. La roche résultante, qui comprend à la fois des matériaux métamorphisés et ignés, est connue sous le nom de migmatite (Figure 7.9).

comme déjà noté, la nature de la roche mère contrôle les types de roches métamorphiques qui peuvent se former à partir de celle-ci dans des conditions métamorphiques différentes. Les types de roches que l’on peut s’attendre à former à différents degrés métamorphiques à partir de diverses roches mères sont énumérés au tableau 7.1. Certaines roches, comme le granit, ne changent pas beaucoup aux niveaux métamorphiques inférieurs car leurs minéraux sont encore stables jusqu’à plusieurs centaines de degrés.

Tableau 7.,nite

no change	no change	no change	granite gneiss
Basalt	chlorite schist	chlorite schist	amphibolite	amphibolite
Sandstone	no change	little change	quartzite	quartzite
Limestone	little change	marble	marble	marble

Metamorphic rocks that form under either low-pressure conditions or just confining pressure do not become foliated., Dans la plupart des cas, c’est parce qu’ils ne sont pas enfouis profondément et que la chaleur du métamorphisme provient d’un corps de magma qui s’est déplacé dans la partie supérieure de la croûte. C’est métamorphisme de contact. Quelques exemples de roches métamorphiques non foliées sont le marbre, le quartzite et les hornfels.

Le marbre est un calcaire métamorphisé. Quand il se forme, les cristaux de calcite ont tendance à grossir, et toutes les textures sédimentaires et les fossiles qui auraient pu être présents sont détruits. Si le calcaire d’origine était de la calcite pure, le marbre sera probablement blanc (comme sur la figure 7.,10), mais s’il avait diverses impuretés, telles que l’argile, la silice ou le magnésium, le marbre pourrait être « marbré” en apparence.

le Quartzite est un grès métamorphisé (Figure 7.11). Il est dominé par le quartz et, dans de nombreux cas, les grains de quartz d’origine du grès sont soudés avec de la silice supplémentaire. La plupart des grès contiennent des minéraux argileux et peuvent également inclure d’autres minéraux tels que le feldspath ou des fragments de roche, de sorte que la plupart des quartzites ont des impuretés avec le quartz.

même s’il s’est formé pendant le métamorphisme régional, le quartzite n’a pas tendance à être folié parce que les cristaux de quartz ne s’alignent pas avec la pression directionnelle. D’autre part, toute argile présente dans le grès original est susceptible d’être convertie en mica pendant le métamorphisme, et un tel mica est susceptible de s’aligner avec la pression directionnelle. Un exemple de ceci est illustré à la Figure 7.12., Les cristaux de quartz ne montrent aucun alignement, mais les micas sont tous alignés, indiquant qu’il y avait une pression directionnelle lors du métamorphisme régional de cette roche.

Hornfels est une autre roche métamorphique non foliée qui se forme normalement lors du métamorphisme de contact de roches à grains fins comme le mudstone ou la roche volcanique (Figure 7.13). Dans certains cas, hornfels a des cristaux visibles de minéraux comme la biotite ou l’andalousite. Si les hornfels se formaient dans une situation sans pression dirigée, alors ces minéraux seraient orientés au hasard, et non foliés comme ils le seraient s’ils se formaient avec une pression dirigée.