Les roches métamorphiques : marbre, quartzite, schiste, gneiss et pierres associées
Les roches métamorphiques sont des roches transformées par la chaleur et la pression sans fusion complète : le calcaire devient marbre, le grès quartzite. Grenat, lapis-lazuli et jade en sont issus.
À retenir
| Origine | Transformation à l'état solide d'une roche préexistante (protolithe) |
|---|---|
| Causes | Chaleur, pression, fluides chauds |
| Types | Contact (thermique), régional, haute pression, de choc |
| Exemples | Marbre, quartzite, ardoise, schiste, gneiss, éclogite |
| Signe courant | Minéraux alignés en feuillets (foliation) |
| Pierres liées | Grenat, disthène, staurotide, lapis-lazuli, rubis de marbre, jade, serpentine, stéatite |
Transformer sans fondre
Le métamorphisme (du grec « changement de forme ») désigne l'ensemble des transformations subies par une roche enfouie ou chauffée, sans qu'elle fonde complètement. Sous l'effet de la température (à partir d'environ 200 °C), de la pression et de fluides chauds, les minéraux se recristallisent, de nouveaux minéraux apparaissent, les grains grossissent. La roche de départ s'appelle le protolithe (roche mère). Si la température monte encore, la roche commence à fondre et on passe au domaine des roches ignées, avec des états intermédiaires appelés migmatites.
Les types de métamorphisme
| Type | Cause | Exemples |
|---|---|---|
| De contact (thermique) | Chaleur d'un magma qui s'est mis en place à proximité | Marbre et cornéenne autour d'un granite, chiastolite, lapis-lazuli |
| Régional | Pression et chaleur dans la formation des chaînes de montagnes | Schiste, micaschiste, gneiss |
| De haute pression | Enfouissement rapide, par exemple en zone de subduction | Éclogite, schiste bleu, jadéitite |
| De choc | Impact d'une météorite | Coésite, verres d'impact, diamants d'impact |
Ces classes se recoupent. On dit qu'une roche est de bas, moyen ou haut degré selon l'intensité de la transformation.
Du protolithe à la roche métamorphique
| Roche de départ | Roche métamorphique | Changement |
|---|---|---|
| Calcaire | Marbre | Recristallisation de la calcite en grains soudés qui scintillent |
| Grès | Quartzite | Les grains de quartz et leur ciment fusionnent : la roche casse à travers les grains |
| Argile ou argilite | Ardoise, puis phyllade, micaschiste, gneiss (degré croissant) | Apparition de micas alignés, puis de gros grains |
| Basalte | Schiste vert, amphibolite, éclogite | Nouveaux minéraux (chlorite, amphibole, grenat) |
| Granite | Orthogneiss | Minéraux étirés en bandes |
| Roche ultrabasique | Serpentinite, puis stéatite (talc) | Hydratation, création de serpentine puis de talc |
Dans les roches argileuses, le géologue écossais George Barrow a décrit en 1893 une suite de minéraux qui apparaissent à mesure que la température monte : chlorite, biotite, grenat, staurotide, disthène, sillimanite. Chacun signale un degré de transformation : ce sont des « minéraux index ». Ils expliquent pourquoi on trouve des grenats dans les micaschistes et du disthène dans certains gneiss. Le feuilletage (foliation) vient de l'alignement des minéraux plats, comme le mica, perpendiculairement à la pression.
Pierres et gemmes nées du métamorphisme
- Grenat (almandin) : abondant dans les micaschistes et les gneiss. Voir grenat.
- Disthène, staurotide, andalousite : minéraux typiques de ces roches ; les macles de staurotide en croix sont appelées « croix de fée ». La chiastolite (andalousite) montre une croix sombre formée d'inclusions de carbone, née du métamorphisme de contact. Voir staurotide et chiastolite.
- Lapis-lazuli : roche de calcaire métamorphisé au contact de magmas, extraite depuis plus de 6 000 ans dans le Badakhchan, en Afghanistan. Voir lapis-lazuli.
- Rubis de marbre : les célèbres rubis de Mogok, en Birmanie, se trouvent dans des marbres. Voir rubis.
- Jade : la jadéite se forme sous haute pression en zone de subduction ; la néphrite dans d'autres contextes, au contact des serpentinites. Voir jade.
- Aventurine verte : un quartzite pailleté de mica vert. Voir aventurine verte.
- Serpentine et stéatite (pierre ollaire) : tendres, utilisées en sculpture et en ustensiles de cuisine anciens. Voir serpentine et stéatite.
- Émeraudes : certains gisements (Zambie, Brésil, Oural) sont dans des schistes ; d'autres, comme la Colombie, ont une origine différente, sédimentaire et hydrothermale.
Marbre, quartzite : mots du commerce et mots du géologue
Le marbre du marbrier est une pierre calcaire qui prend le poli. Le marbre du géologue est un calcaire recristallisé. Le marbre de Carrare, par exemple, entre dans les deux définitions. Une confusion fréquente existe aussi entre grès (sédimentaire, grains visibles, cassure entre les grains) et quartzite (métamorphique, plus compact, cassure à travers les grains).
L'ardoise se débite en minces feuillets parallèles : c'est ce qui permet de l'utiliser en toiture. Elle est exploitée en France, par exemple en Anjou. Cette facilité à se fendre vient du feuilletage des micas.
Précautions et entretien
- Le marbre et les roches calcaires sont sensibles aux acides (vinaigre, citron) : ils se ternissent.
- Le quartzite et le gneiss sont très durs, mais leur surface peut être rugueuse ou fissurée.
- Le talc et la stéatite sont très tendres (dureté 1 à 2,5) : ils se rayent à l'ongle.
- Évitez de respirer la poussière de ponçage ou de taille : les poussières de quartzite et d'autres roches siliceuses peuvent provoquer à long terme la silicose chez les professionnels exposés. Ne poncez pas à sec chez vous.
Voir aussi minéral ou roche pour distinguer les minéraux (grenat, disthène) des roches qui les contiennent (micaschiste).
Questions fréquentes
Quelle différence entre roche métamorphique et roche ignée ?
Une roche ignée vient du refroidissement d'un liquide (magma). Une roche métamorphique est une roche déjà solide, transformée par la chaleur et la pression sans fondre complètement.
Le marbre est-il un minéral ?
Non, c'est une roche faite surtout de grains de calcite (ou de dolomite) soudés.
Le lapis-lazuli est-il métamorphique ?
Oui : il se forme dans des calcaires transformés par métamorphisme de contact, ce qui lui donne sa composition de mélange de minéraux.
D'où vient le feuilletage du schiste ?
De l'alignement des minéraux plats, comme les micas, sous la pression de la déformation de la croûte.
Que sont les migmatites ?
Des roches de transition entre métamorphisme et fusion, où une partie de la roche a commencé à fondre. Elles montrent des bandes claires et sombres.
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Les significations évoquées relèvent de la tradition et de la symbolique. Elles ne sont ni des promesses de résultat ni des conseils médicaux. Retour au minéralogie pour débuter.