À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Définir un faciès métamorphique et son lien avec température/pression
- Identifier les quatre faciès rencontrés dans les ophiolites : amphibolite, schiste vert, schiste bleu, éclogite
- Mobiliser les minéraux index : hornblende, chlorite-actinote, glaucophane, grenat
- Lire un diagramme P-T pour situer un faciès
1. Qu’est-ce qu’un faciès métamorphique ?
Faciès métamorphique : ensemble de conditions de pression (P) et de température (T) sous lesquelles une roche atteint un équilibre minéralogique caractéristique. Un faciès se reconnaît à son assemblage minéralogique — les minéraux index qui s’y forment de façon stable.
Quand une roche est portée dans des conditions P-T différentes (par enfouissement, collision, subduction…), elle subit des réactions minéralogiques qui modifient sa composition minérale. Les nouveaux minéraux qui apparaissent dépendent du couple P-T atteint.
2. Le diagramme P-T : carte des faciès
Les pétrologues utilisent un diagramme avec la température en abscisse et la pression en ordonnée (et donc la profondeur indirectement, puisque la pression augmente avec la profondeur : ~30 MPa par km de croûte).
Sur ce diagramme, on délimite plusieurs domaines :
- Schistes verts : T modérée (300-500 °C), P faible à modérée. Ce sont les conditions des roches enfouies modérément, par exemple par obduction.
- Amphibolite : T élevée (500-700 °C), P modérée à élevée. Conditions de la croûte profonde des chaînes en collision.
- Schistes bleus : T faible (300-500 °C), P élevée (8-12 kbar). Conditions caractéristiques de la subduction : enfouissement rapide, refroidissement préservé.
- Éclogites : T élevée (>500 °C), P très élevée (>12 kbar). Subduction profonde.
3. Les minéraux index et leur signification
Chaque faciès a ses minéraux caractéristiques (« minéraux index ») qui permettent de l’identifier sur le terrain ou en lame mince.
3.1 Faciès amphibolite : la hornblende
Le faciès amphibolite est caractérisé par la cristallisation de la hornblende, une amphibole de couleur noir-vert sombre. Elle est stable à T ~ 500-700 °C, P ~ 4-10 kbar. C’est le faciès classique des roches métamorphiques profondes des chaînes de collision.
3.2 Faciès schiste vert : chlorite + actinote
Le faciès schiste vert est caractérisé par l’association chlorite (verte, feuilletée) + actinote (amphibole verte fibreuse). Conditions : T ~ 300-500 °C, P modérée (2-6 kbar). C’est le faciès des roches métamorphisées à basse pression et à température modérée — typique de la croûte océanique restée près de la surface ou peu enfouie.
Quand un basalte ou un gabbro est métamorphisé en faciès schiste vert, les minéraux d’origine (plagioclase, pyroxène) se transforment en chlorite + actinote. C’est ce qu’on appelle le métamorphisme hydrothermal océanique, qui affecte la lithosphère océanique au contact de l’eau de mer infiltrée.
3.3 Faciès schiste bleu : la glaucophane
Le faciès schiste bleu est caractérisé par la glaucophane, une amphibole bleue sombre très caractéristique. Conditions : T faible (~300-500 °C) mais P élevée (>8-10 kbar). Cette combinaison T basse + P élevée est typique de la subduction, où une lithosphère océanique froide plonge rapidement vers les grandes profondeurs.
La présence de glaucophane dans un gabbro métamorphisé est la signature certaine que la roche a été entraînée en subduction. Sans subduction, on n’atteint pas les conditions de stabilité de la glaucophane.
3.4 Faciès éclogite : grenat + pyroxène omphacite
Le faciès éclogite est caractérisé par l’association grenat rouge-grenat + pyroxène omphacite vert-jade. Conditions : T élevée (>500 °C) et P très élevée (>12 kbar, soit >35-40 km de profondeur). C’est le faciès le plus profond accessible aux ophiolites — il signe une subduction profonde.
Les éclogites des Alpes (par exemple au Mont Viso ou dans le Queyras) sont des témoins exceptionnels de la subduction de la lithosphère océanique téthysienne. Leur étude détaillée a permis de reconstituer le chemin P-T qu’a parcouru cette lithosphère.
4. Tableau récapitulatif des faciès et minéraux index
| Faciès | T (°C) | P (kbar) | Minéraux index | Contexte |
|---|---|---|---|---|
| Schiste vert | 300-500 | 2-6 | Chlorite + actinote | Métamorphisme océanique modéré / obduction |
| Amphibolite | 500-700 | 4-10 | Hornblende | Métamorphisme régional profond |
| Schiste bleu | 300-500 | 8-12 | Glaucophane | Subduction (T basse, P élevée) |
| Éclogite | 500-700 | >12 | Grenat + omphacite | Subduction profonde |
5. Lecture pédagogique du diagramme P-T
L’intérêt majeur des faciès métamorphiques est qu’ils permettent de distinguer les contextes tectoniques. Schématiquement :
- Si une roche est métamorphisée en schiste vert → elle est restée peu profonde, n’a pas été subductée. Probable contexte d’obduction (cf. leçon 2.3).
- Si elle est métamorphisée en schiste bleu ou éclogite → elle a été subductée, puis exhumée rapidement (sinon elle aurait continué à monter en T et serait devenue amphibolite).
- Si elle est métamorphisée en amphibolite → elle a subi un métamorphisme régional de chaîne de collision, lent et chaud.
L’exhumation rapide est cruciale pour préserver les faciès de haute pression : si la remontée est lente, la roche se rééquilibre dans des conditions plus chaudes (devient amphibolite, puis schiste vert) et perd la signature de la subduction. La rapidité d’exhumation est elle-même une donnée précieuse pour comprendre la dynamique tectonique.
6. Hydratation et serpentinisation des péridotites
Un cas particulier important : quand les péridotites (manteau) sont hydratées par circulation d’eau, elles se transforment en serpentinites (riches en serpentine). Cette transformation est très courante dans les ophiolites alpines, donnant des roches verdâtres lisses au toucher. La serpentinisation peut se produire à basse température (~300-500 °C) et explique le terme « ophiolite » (du grec serpent).
Ce qu’il faut retenir
- Faciès métamorphique = domaine P-T avec un assemblage minéralogique caractéristique
- Schiste vert = chlorite + actinote, T modérée, P faible : métamorphisme océanique ou obduction
- Amphibolite = hornblende, T élevée, P modérée : métamorphisme régional profond
- Schiste bleu = glaucophane (bleue), T basse + P élevée : signature de la subduction
- Éclogite = grenat + omphacite, T élevée + P très élevée : subduction profonde
- L’exhumation rapide est essentielle pour préserver les hautes pressions (sinon rééquilibrage en amphibolite)
- La serpentinisation des péridotites par hydratation explique l’aspect « serpentineux » des ophiolites
🤖 Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
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