Cette version contient :

une introduction une clef des compléments

INTRODUCTION :

Une même roche peut avoir subi plusieurs métamorphismes : appelés épisodes métamorphiques.
Un épisode métamorphique est rarement ponctuel ; il comprend le plus souvent plusieurs phases ( il est polyphasé ).
Chaque phase peut engendrer, selon l'importance de la P, la T et la contrainte, de nouvelles cristallisations sans déformation ou bien de la déformation sans cristallisation, ou encore, cas le plus général, de la déformation et des cristallisations.
Dans ce dernier cas, la déformation est très souvent matérialisée par des minéraux (planaires ou plano-linéaires, (complément 2) définissant une structure visible à l'échelle de la lame, de la roche et même de l'affleurement (par exemple : un plan de schistosité).
A coté de ces minéraux, il en existe d'autres ayant cristallisé, avant, pendant, ou après la déformation. Ils ne la matérialisent pas mais ils ont enregistré de façon différente l'histoire de la roche. Ces minéraux sont le plus souvent plano-linéaires ou globuleux (complément 2).

CLEF ET SON UTILISATION

Objectifs :
Cet outil doit permettre l'établissement d'une chronologie des différentes phases de métamorphisme ayant affecté une roche, qu'il s'agisse d'un métamorphisme polyphasé ou de plusieurs épisodes métamorphiques (polymétamorphisme). Seule la prise en compte de données supplémentaires (cartographiques, pétrographiques, analyses chimiques, datations...) peut permettre de relier les différentes phases à leurs causes géologiques.

Méthode :
1- Observer globalement la lame afin de repérer une éventuelle structure (schistosité, microplis... ) celle-ci sera appelée structure "principale". Elle matérialise une déformation, donc ici une phase de métamorphisme .
2- Choisir un minéral au sein de la lame. S'il s'agit d'un minéral métamorphique il constitue un marqueur de la phase qui a provoqué sa cristallisation. Celle-ci peut servir de repère et peut être nommée phase n, notée.
3- Se reporter à la clef. Deux chemins sont possibles, soit par le minéral choisi, soit par l'allure de la structure "principale" à proximité du minéral.

Précautions d'usage :
- considérer le plan de coupe dans lequel est réalisée la lame
- le minéral choisi doit être un minéral du métamorphisme
- ne pas confondre inclusions et cassures ou encore inclusions et clivage
- faire le travail sur plusieurs minéraux au sein de la lame

Légende :

OBSERVATION D'UNE LAME MINCE : CHRONOLOGIE RELATIVE DANS UNE ROCHE METAMORPHIQUE

A-LE MINERAL Minéral sans inclusion Observations Déductions Exemples le minéral a un contour qui tranche nettement par rapport à la structure principale. le minéral est postérieur à la déformation qui a engendré la structure principale. le minéral est cassé, déformé. le minéral est antérieur à la déformation qui a engendré la structure principale. le minéral est allongé dans le plan défini par la structure principale, non déformé, non cassé. le minéral a cristallisé en même temps que ceux matérialisant la déformation. Minéral contenant des inclusions Les inclusions sont antérieures ou contemporaines à la cristallisation du minéral (complément 4). Elles constituent une structure interne (notée Si) par rapport à la structure principale qui est externe au minéral (notée Se) Observations Déductions Exemples si Si et Se sont en continuité et strictement identiques le minéral est postérieur à la déformation responsable de la Se.   et nettement différentes le minéral est postérieur ou synchrone à la déformation qu'il a fossilisé mais antérieur à la déformation révélée par Se. mais la Si est sigmoïde le minéral a cristallisé au cours de la déformation (cisaillement). NB : dans ce cas on peut parfois observer des zones abritées dissymétriques. si Si et Se ne sont pas en continuité le minéral matérialise bien une phase de métamorphisme et il est antérieur à une autre. NB : dans ce cas on observe souvent des zones abritées symétriques. Autre cas : le minéral est synchrone d'une déformation mais celle-ci a duré plus longtemps que la cristallisation

B-ALLURE DE LA Se AUTOUR DU MINERAL ETUDIE La structure externe peut contourner le minéral. L'allure fusiforme qu'il semble prendre est due en partie à la formation de zones abritées (complément 3). Observations Déductions Exemples présence de zones abritées le minéral est le plus souvent antérieur à la déformation responsable de la Se. NB : l'absence de zone abritée ne permet pas d'affirmer que le minéral est postérieur ; en effet leur existence nécessite une certaine intensité de déformation.

COMPLEMENTS

1 - La réalisation et l'utilisation d'une section de lame dans une roche

Les lames doivent être taillées en fonction des structures visibles sur l'affleurement (lieu de prélèvement de l'échantillon) et visibles sur la roche. Deux cas sont à considérer :
La roche a un débit planaire (schistosité) et présente une linéation. les lames doivent être réalisées parallèlement à la linéation et perpendiculairement à la schistosité : lame A.
On peut éventuellement réaliser une lame dans le plan perpendiculaire à la précédente pour avoir une idée de la structure dans l'espace (lame perpendiculaire à la linéation et perpendiculaire à la schistosité) : lame B.
La roche est plissée. les lames doivent être réalisées perpendiculairement aux axes des plis et perpendiculairement à la schistosité afin que le plissement de la schistosité soit visible : lame C.

NB :le choix du plan de coupe pour réaliser les lames dépend des structures que l'on veut étudier

2 - la forme des minéraux métamorphiques

Le métamorphisme est matérialisé par des minéraux qui cristallisent avant, pendant ou après la ou les déformation (s).Ces minéraux forment un assemblage qui est caractéristique d' un type de métamorphisme précis, on parle de paragénèse. On doit distinguer les minéraux planaires, plano-linéaires et globuleux.

• Les minéraux planaires (phyllosilicates : biotite, muscovite...) marquent presque toujours le plan de schistosité de la roche.
• Les minéraux plano-linéaires (amphibole...) marquent à la fois le plan de schistosité de la roche et l'orientation de l'allongement dans ce plan.
• Les minéraux globuleux (grenat, albite, andalousite...) ont la propriété de fossiliser l'orientation des plans de schistosité existants ou en formation (on parle de schistosité interne). L'orientation des schistosités interne et externe, leur allure et leur éventuelle continuité sont les critères utilisés pour établir la chronologie des cristallisations et des déformations.

NB : pour reconstituer toute la chronologie des cristallisations et des déformations d'une roche il faudrait utiliser ces trois types de minéraux.

3 - les zones abritées

Il arrive souvent que les contraintes qui s'exercent sur un minéral résistant (ex : grenat, pyrite...) entraînent un déplacement d'ions des points les plus soumis aux contraintes vers ceux de moindre pression ; il se produit des recristallisations donnant à l'ensemble un aspect fusiforme. Les zones dites "abritées" contiennent alors des recristallisations. NB : l'existence de zones abritées nécessite une certaine intensité des contraintes, elle n'est donc pas systématique.

4 - Les inclusions

Un minéral, lors de sa croissance à partir d'un germe, peut englober des minéraux adjacents. Ils sont en général de petite taille et de nature différente.
Au sein du réseau, ils peuvent disparaître ou au contraire être préservés, on parle alors d'inclusions.
Les inclusions conservent leur disposition d'origine, c'est pourquoi le minéral nouvellement formé peut fossiliser les déformations passées.

Pour les minéraux syntectoniques (synchrone à la déformation) la conservation des inclusions dépend de la vitesse de croissance du minéral par rapport à la vitesse de déformation.