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- METAMORPHISME ET GEODYNAMIQUE -

Table des Matières et Avant Propos

Analyse de l'ouvrage dans Géochronique

Cette page fait le lien entre l'ouvrage « Métamorphisme et Géodynamique » (chez Dunod) et ce site. Elle a pour but de diriger le lecteur vers les photos nombreuses sur ce site susceptibles d'illustrer le texte du livre. Des illustrations en 3D des diagrammes de phases sont également disponibles.

Dans le livre, il est fait référence à des processus pétrologiques autres que métamorphiques, en particulier magmatiques. Ces processus ne sont pas toujours développés dans l'ouvrage, mais nécessite parfois des explications qui peuvent être disponibles sur ce site.

Et si vous avez des remarques à faire, envoyez moi un mail

ISBN 978-2-10-052268-2

Quelques vilaines erreurs se sont malencontreusement glissées dans le texte ; celles que j'ai répérées sont corrigées ci-dessous, dans le chapitre correspondant (erratum 1ère éd.). Voici également une version pdf de ce correctif (mis à jour le 21/09/10). Merci de me

Ré-impression de Mars 2013

Ces erreurs 1ère ed. sont corrigées dans la ré-impression de Mars 2013.
Malheureusement, 2 nouvelles coquilles se sont glissées dans cette dernière version !
- en bas de la page 111, dans les formules T= et P= les petits o en exposant se sont transformes en point d exclamation à l envers.
- la figure 8.2, p. 109, a perdu
"le champ hachuré correspondand au champ divariant de la réaction pour la composition de la roche(*) de la figure 8.3" ; voici la figure correcte.

Nouvelle édition de Juillet 2015

Au mois de Juillet est parue la nouvelle édition de "Métamorphisme et Géodynamique" (ISBN 978-2-10-072742-1).

Lire l'Avant Propos et la Table des Matières

Analyse de cette nouvelle édition dans Géochronique

Dans cette nouvelle édition, le cahier couleur s'épaissit en passant de 8 à 16 planches. C'est l'occasion de présenter macroscopiquement et microscopiquement des échantillons de roches types. Mais le but est aussi d'illustrer des paragraphes comme celui relatif au Cap Creus, ou bien celui concernant l'anatexie, ceci afin de renforcer, grâce à l'image, la démonstration. Ainsi, dans ces nouvelles planches couleurs, on trouvera les titres suivants : Quelques roches ; Quelques minéraux ; Fluide, Déformation et Métamorphisme au Cap Creus ; L'anatexie ; Le Métamorphisme du Massif du Pilat ...

En ce qui concerne le contenu du texte, au delà de quelques précisions et modifications, j'ai developpé quelques points. Ainsi, je discute de la genèse du litage tectonique/métamorphique, lequel est à l'origine de modifications chimiques significatives ; j'approfondis le chapitre sur l'anatexie qui représente un thème fort du métamorphisme : en décrivant les superbes migmatites de Port Navalo en Morbihan, c'est l'occasion de décrire la complexité de la fusion partielle, en deux étapes ; l'étude la croûte continentale inférieure est complétée par celle des marges actives et arcs insulaires, sites géodynamiques où cette croûte continentale est créée ; un nouvel exercice est intitulé "Du bon usage des isogrades".

Chap. 1 - Chap. 2 - Chap. 3 - Chap. 4 - Chap. 5 - Chap. 6 - Chap. 7 - Chap. 8 - Chap. 9 - Chap. 10 - Chap. 11 - Chap. 12 - Chap. 13 - Chap. 14 - Chap. 15 - Chap. 16 - Chap. 17 - Annexe.


Chapitre 1 - Le métamorphisme : définition, limites et variables

De nombreuses observations illustrent la texture coronitique de la figure 1.1 : dans le Queyras, au Chenaillet dans les Alpes ; la texture de la photo 4 de la planche 1 du cahier couleur, prise dans un massif d'anorthosite du Sud de Madagascar peut être observée au microscope.

Les photos des métapélites montrent une série de paragenèses, associations de minéraux à l'équilibre, tels les associations A + B ou A + C de cette même figure 1.1. La paragenèse de cette éclogite contient 5 minéraux : grenat + omphacite + glaucophane + épidote + rutile.

erratum 1ère éd.: p.4, légende de la fig. 1.1 : « … Le segment c1-c2 … est discutée au paragraphe 5.3.a … » remplacer par « … paragraphe 5.3.1 … »

Chapitre 2 - Les roches métamorphiques : des marqueurs des perturbations thermiques et mécaniques dans la lithosphère

Le trajet du gabbro de la croûte océanique peut illustrer la figure 2.1.

Quelques autres photos de la coésite complètent celle de la figure 2.2.

Chapitre 3 - Les roches métamorphiques : localisation, textures, structures et classification

Paragraphe 3.2 - Pour comprendre la signification des isogrades, voir cet exercice de cartographie ou celui ci.

Paragraphe 3.5 - Dans les zones internes des chaînes de montagnes, la structure planaire dominante est la schistosité/foliation. Celles-ci portent des linéations.

Paragraphe 3.7 - Pour illustrer la nomenclature des roches métamorphiques, voici quelques exemples de roches.

erratum 1ère éd.: p. 31, 3.2, fin du premier paragraphe « Sur la carte 11.8 , la distinction est faite … » remplacer par 12.8

Chapitre 4 - Relations chronologiques entre déformation et recristallisation métamorphique

Pour voir l'image SPOT du massif d'anorthosite de Saririaky dans le Sud de Magascar (figure 4.3) ainsi que sa localisation sur Google Maps, c'est ici.

Les paragraphes 4.2 de ce chapitre et 6.4 du chapitre 6 sont illustrés par les photos de cette page.

Chapitre 5 - Le rôle de la composition chimique sur la minéralogie des roches métamorphiques

L'échantillon photographié ci-dessous (au microscope, en LPNA) montre la transition entre les 2 domaines divariants ( flèche rouge ) de la figure 5.2 :

Voir aussi l'exercice cartographique concernant ces mêmes lithologies.

Des animations en 3D, créées avec MetaRep, aident à la visualisation des figures 5.3, 5.5, 5.6 et de celles de l'exercice 1.1 de ce chapitre (fig. 5.10).

Paragraphe 5.3.3 : dans le système chimique SiO2-Al2O3-CaO-FeO-MgO(-H2O), la projection sur le triangle ACF depuis le pôle Qtz n'est pas l'unique solution. Cet article présente des exemples de projections à partir de différents minéraux (Anorthite, Corindon) sur différents plans.

erratum 1ère éd.: p.73, fig. 5.9 : la réaction cd -sial=st-qtz-V doit s'écrire cld -sial=st-qtz-V ; cd est remplacé par cld (chloritoïde).

Chapitre 6 - Les réactions métamorphiques

Cette photo illustre les réactions d'exsolution dans un pyroxène et un feldspath (par. 6.2.2).

Paragraphe 6.4.1 : Les photos de cette page montrent des quartz d'exsudation dont il est question au paragraphe 6.4.1.

Paragraphe 6.4.2 : L'influence de l'infiltration de fluides métasomatiques sur la déstabilisation de la sillimanite est bien illustrée au Cap Creus.

erratum 1ère éd.: p.84, avant dernière ligne : remplacer « celle-ci a des V (volume entropié )(à BP) et S élevés » par « celle-ci a des volume (à BP) et entropie élevés »

Chapitre 7 Analyse géométrique des réactions métamorphiques et élaboration d'une grille pétrogénétique

Petit exercice d'application pétrographique de la grille de la figure 7.4.

Chapitre 8 - Les réactions métamorphiques multivariantes : Thermométrie et barométrie géologiques

Voir le détail de l'étude pétrologique et thermobarométrique des gneiss à 7 phases de la figure 8.6 en lisant cet article.

Paragraphe 8.7 - Etude des inclusions fluides : Voici à quoi ressemblent des inclusions fluides dans un minéral.

erratum dans la ré-impression de mars 2013 : la figure 8.2, p. 109, a perdu "le champ hachuré correspondand au champ divariant de la réaction pour la composition de la roche(*) de la figure 8.3" ; voici la figure correcte.

Chapitre 9 - Cinétique des réactions et préservation des roches métamorphiques

Pour illustrer ces quelques phrases du paragraphe 9.2.2 : "Rubie (1990) écrivait que le moment où une réaction se réalise n’est pas le moment où cette réaction est croisée dans l’espace P-T, mais lorsque les fluides sont disponibles sur le site de la réaction. Il peut se passer des dizaines de millions d’années entre les deux événements ; la réaction peut être franchie durant un premier cycle géologique et se réaliser au cours d’un deuxième.", lire cette page et celle-ci et cet article. Les conséquences de cette discussion sur l'interprétation géodynamique des textures coronitiques sont importantes ...

erratum 1ère éd.: la figure 9.3 n'est pas de Barnicoat et al, mais de Powell (1978).

Chapitre 10 - Migmatisation et anatexie

Les migmatites de Port Navalo (Morbihan) montrent les différents niveaux de ces roches, bien visibles sur la photo de gauche : le leucosome, à la texture grenue, le mésosome de couleur grise tandis que le fin liseré du mélanosome souligne la limite entre les deux précédents niveaux.

Cette roche partiellement fondue est très ductile et se déforme facilement ; elle est souvent très plissée.

Pour comprendre le concept des diagrammes de phases au liquidus de la figure 10.3 a et b, voir ce type de diagramme en 3D à la page "fusion d'un mélange ternaire" et l'animation. Et pour comprendre l'utilisation de ces figures dans l'espace à 2D, voir l'exemple de la "Fusion du manteau à l'origine des magmas baslatiques" : grâce à l'animation, on suit l'évolution respective des leucosome (eutectique) et mélanosome (restite) en relation avec celle du mésosome (protolithe)

En France, la seule charnockite connue est à Ansignan dans le Massif de l'Agly, Pyrénées (voir aussi les microphotographies ?) :


Charnockite d'Ansignan dans le massif de l'Agly, Pyrénées. Sur la photo de gauche, l'orthopyroxène est gris, associé à la biotite noire. En bordure du massif de la charnockite, le grenat (à droite de la photo de droite) complète la paragenèse de la roche ; à côté de la pièce, l'orthopyroxène est brun.

L'exercice de ce chap. 10 nécessite de dessiner deux diagrammes binaires à la limite des domaines sub-solidus (= à l'état solide) et magmatique (figure 10.7). Le principe de tel diagramme de fusion de mélange binaire est illustré par cette animation.

erratum 1ère éd.: p. 140, 7 ème ligne de l'exercice : remplacer « la phase vapeur (V) est largement … » par « la phase magma (L) est largement … »

Chapitre 11 - Le métamorphisme de contact

Dans le métamorphisme de contact, l'andalousite présente parfois un habitus particulier et porte alors le nom de chiastolite.


Chiastolite dans une cornéenne (lumière polarisée - non analysée à gauche, polarisée - analysée à droite ; le segment blanc mesure 0,5 mm)

Chapitre 12 - Les métamorphismes de haute pression et ultra haute pression – basse température : l’exemple alpin

Paragraphe 12-3 Lithologies et ... - Les méta-ophiolites : Dans les Alpes, le faciès Schistes Bleus est observable dans le Queyras (ici ou ), tandis qu'il faut aller jusqu'au Viso pour toucher le faciès Eclogite. Quelques photos (à l'échelle macroscopique) d'éclogites sont proposées à cette page. Voyons également ces roches au microscope :

Grenat rose, omphacite verte, glaucophane bleu, épidote incolore et rutile noir constituent la paragenèse de cette éclogite observée en LPNA :

Autre superbe site pour observer les roches du faciès Schistes Bleus est bien sur l'île de Groix, aussi bien pour les lithologies basiques que pour les lithologies pélitiques.

Paragraphe 12-3 Lithologies et ... - Les métagranitoïdes : Voir le métagranite éclogitisé du Monte Mucrone

Un nouvel exercice dans Metamod illustre le paragraphe 12.7 - Les reliques de HP dans le dôme Lépontin, Alpes Centrales.

La carte métamorphique des Alpes de la CCGM (dont la planche couleur 4 est un extrait) est disponible ici.

errata 1ère éd.: le titre de la fig.12.1, p. 157 est "... du métamorphisme de HP-BT" et non pas HP-HT ; p.160, 3 lignes avant la fin du paragraphe "les méta-ophiolites", remplacer chrystobalite par chrysotile ! Quel étourdi je suis !! p.167, ligne 11 : remplacer « un contexte de refroidissement » par «… un contexte d'exhumation»

Chapitre 13 - Le métamorphisme de moyenne pression – haute température

La série de microphotographies de lames minces illustre le gradient métamorphique de MP-HT. La représentation graphique complète cette étude : elle montre que les différentes paragenèses photographiées le long de ce gradient métamorphique de MP-HT ne sont pas les seules possibles, loin de là ! En fonction de faibles variations de la composition chimique de ces métapélites, il est possible d'observer d'autres paragenèses.

Pour plus de précision sur la pétrologie du dôme du Lévezou décrite au paragraphe 13.1, voir l'article suivant (en tenant compte des corrections suivantes : le premier évenement granulitique (M1) de HP est éo-hercynien ; le métamorphisme de contact (M2) autour des orthogneiss n'est pas à 450 Ma : en effet, les orthogneiss sont "syntectoniques" hercyniens. L'évenement M4 de la fig. 11 n'a pas d'existence ; il ne s'agit que de la rétromorphose de M3 : la "cordiérite pinnitisée" des photos 2 et 3 de la planche VI sont des produits de l'altération rétrograde !)

L'évolution géodynamique du Massif Central détaillée au paragraphe 13.2 est bien mise en évidence dans la région de Brioude (figure 13.4). L'excursion dans cette région de Brioude est décrite ici.

L'évolution rétrograde des éclogites sur la figure 13.6 est illustrée par cette page et celle-ci.

Il est aussi fait allusion aux rares reliques de HP-BT à l'île de Groix, dans les lithologies basiques et les lithologies pélitiques (paragraphes 13.2.1a et 13.2.3) ; voir aussi la métapéridotite du Bois des Feuilles (Monts du Lyonnais), par. 13.2b.

Le logiciel MetaMod est présenté dans le détail et peut être téléchargé ici.

Dans l 'exercice 1.1 du chap. 13, la rareté du chloritoïde (et autres phases alumineuses) dans les micaschistes dans les conditions du faciès Schistes Verts est expliquée par les triangles AFM de la figure 13.13 :

La compréhension de ces figures peut-être facilitée grâce à une animation. Cette animation décrit les paragenèses des métapélites le long du gradient métamorphique (à partir de T1) dessiné sur la figure 13.10.

Pour élargir la réflexion, il faut réaliser que les paragenèses possibles le long d'un gradient métamorphique peuvent être nombreuses.

Dans l'exercice 1.2, il est fait référence à la figure 13.6-2m et à la notion d'équilibres partiels. Voici une photo illustrant ce concept.

errata 1ère éd.: p. 195, 4ème ligne : Lire "On peut …qui est donnée dans le triangle de la figure 13.12" au lieu de "fig. 13.13".
De même, "Le dessin de ce point invariant … est amorcé (figure 13.12) au lieu de "fig. 13.13)".
p. 196, en bas de la page : Lire "La lecture des diagrammes AFM de la figure 13.13" au lieu de "fig. 13.12".

Chapitre 14 - Le métamorphisme de basse pression– haute température dans les zones de convergence

En macro ou en micro, cordiérite, andalousite, sillimanite (macro) : des silicates caractéristiques du gradient de BP-HT.

Voici les microphotographies de la charnockite d'Ansignan dans l'Agly (Pyrénées) (voir aussi en macro ?) :

Photo de lame mince de la Charnockite d'Ansignan dans le massif de l'Agly, Pyrénées. LPNA à gauche et LPA à droite. Opx : orthopyroxène, Biot : biotite ; Q : quartz ; F : feldspath ; le segment mesure environ 1 mm.

Deux photos des roches d'UHT de la formation d’Andriamena à Madagascar (paragraphe 14.4). Pour en savoir plus, voir les articles relatifs à cette région : Congrés 90 ; Precam. Res.; J. Petrol. ; CMP).

Concernant le métamorphisme d'UHT, j'écris page 216 « le seul exemple post-précambrien connu se trouve dans le complexe du Gruf, … dans les Alpes …est daté à 33 mA ». Cet âge est, à ma grande satisfaction, contesté par Galli et al. (2011, Lithos, 124, p.17-45). Ces roches ont enregistré 2 âges : 272 Ma et 33Ma. Ces auteurs proposent que le pic du métamorphisme d'UHT de ces roches date de 272 Ma, tandis que l'âge de 33Ma correspond à l'empreinte du métamorphisme alpin, le métamorphisme lépontin de MP-HT (décrit au paragraphe 12-7). Cet événement d'UHT permien serait à relier à l'extension post-orogénique hercynienne, au même titre que la zone d'Ivrée décrite au paragraphe 14.3.2.

erratum 1ère éd.: p. 213, 2ème ligne du paragraphe 14.3.1 : lire "Une anomalie thermique en est, sans doute … " au lieu de "sans soute".

Chapitre 15 - Métamorphisme de basse pression– haute température dans les zones d’extension

Le paragraphe 15.2 concerne le métamorphisme océanique. Il est illustré par cette page et celle-ci.

Au préalable, il n'est peut-être pas inutile de se faire une bonne idée de la pétrologie de la lithosphère océanique. Il est nécessaire de faire la distinction entre les ophiolites de types LOT et HOT, de comprendre l'influence de la vitesse d'expansion océanique.

Pour illustrer ceci, voir les pages concernant l'ophiolite d'Oman , celle du Chenaillet.
L'affleurement de la figure 15.12 du paragraphe 15.3 se trouve sur l'arête Sud-Ouest du Chenaillet. Lire le Poster de la Fête des Sciences ; comparer avec celui concernant le métamorphisme des (méta)gabbros de l'ophiolite d'Oman.

Il est fait allusion au manteau et filons gabbroïques associés du Monte Maggiore en Corse (paragraphe 15.2.2.a et figure 15.9). Les photos de cette page et de celle-ci (et pages associées) permettent de découvrir ce splendide affleurement de manteau. Lire aussi le poster.

D'une manière générale, on trouvera des nombreux liens sur la lithosphère océanique à cette page.

Chapitre 16 - Les granulites et éclogites dans le manteau : magmatisme intra-mantellique et recyclage de la lithosphère océanique

Voir les travaux de Gregoire et al., 1994 et 1995 sur les enclaves des Kerguelen étudiées au paragraphe 16.2.

Chapitre 17 - En guise de conclusion : évolution du métamorphisme dans le temps

Au paragraphe 17.2, il est discuté de l'évolution du géotherme au cours du temps. La discussion est en relation avec l'hypothèse de l'origine adakitique de la croute continentale et la croissance de celle-ci.

Annexe - Diagrammes triangulaires

Des feuilles de calcul EXCEL sont proposées pour réaliser rapidement les diagrammes triangulaires ACF, A'KF, etc. et AFM, A'FM.

erratum 1ère éd.: p.266, remplacer la phrase « Les feldspaths ne sont pas représentés dans A'KF. La quantité d'alumine (A') est corrigée en conséquence . » par :   "Les plagioclases ne sont pas représentés dans A'KF. La quantité d'alumine (A') est corrigée de Na2O et CaO. La correction de K2O sur Al2O3 est un artifice qui permet de faire une représentation dans l'ensemble du tétraèdre plutot que dans sa seule moitié non potassique."

Oublis Bibliographiques 1ère éd.:

Brown, M. (2006) - Duality of thermal regimes is the distinctive characteristic of plate tectonics since the Neoarchean. Geology, 34, p. 961–964.

Holland , T. et Powell, R. (1998) - An internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest. J.metamorphic Geol., 16, 309–343.

Powell, R. (1978) – Equilibrium thermodynamics in petrology – An introduction. Harper and Row Pub., 284p.

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