AURÉOLES DE CONTACT

AURÉOLES DE CONTACT

AURÉOLES DE CONTACT

Zones concentriques de roches métamorphiques enveloppant un massif magmatique intrusif. Ce dernier, lors de sa mise en place à haute température et de son refroidissement, chauffe les roches encaissantes et détermine ainsi l’apparition d’un métamorphisme de contact, d’origine essentiellement thermique. Les dimensions des auréoles de contact, ainsi que l’intensité des transformations métamorphiques dépendent surtout de la taille du corps intrusif et de sa température de mise en place.

La forme des auréoles est très souvent irrégulière, et leur extension très variable d’un point à l’autre de la périphérie du massif intrusif. La largeur véritable de la zone métamorphique est souvent difficile à apprécier, car on ignore en général l’allure du contact intrusif en profondeur; à un contact de pendage faible correspondra une large auréole, alors que l’extension du métamorphisme sera plus réduite dans le cas d’un contact subvertical.

Autour des massifs plutoniques granitiques, dont le diamètre moyen est de l’ordre de 10 à 15 kilomètres, les auréoles sont de largeur kilométrique (de 500 m à 2 ou 3 km). Elles sont en général plus étroites à la périphérie des massifs plutoniques basiques (diorites et gabbros) malgré leur température de mise en place plus élevée.

D’autre part, la nature pétrographique de l’encaissant conditionne aussi la largeur de l’auréole. Interviennent alors les différences de conductivité thermique (cent fois plus grande pour les quartzites que pour les argilites), de perméabilité aux fluides magmatiques et, enfin, de teneur en eau. Au total, la correspondance entre la taille de l’intrusion et la largeur de l’auréole n’est qu’approximative, des massifs de grande taille pouvant présenter des contacts presque exempts de métamorphisme.

L’intensité des transformations minérales et structurales dans une auréole croît lorsqu’on se rapproche du contact intrusif. Dans les roches acides, comme les pélitiques (schistes, par exemple) apparaissent d’abord des ségrégations phylliteuses (muscovite, chlorite), en «taches» ou saillant en «nodules» (schistes tachetés, schistes noduleux). Plus près du contact, l’andalousite apparaît, la taille des phyllites (biotite, muscovite) augmente (schistes noduleux micacés). Enfin apparaissent les cornéennes, dures, isotropes, entièrement recristallisées (biotite, cordiérite, sillimanite, feldspath potassique). Les roches basiques sont transformées en cornéennes, d’abord à albite, épidote, chlorite, puis à hornblende et plagioclase, enfin à pyroxène et plagioclase (plus basique que le précédent). Les roches carbonatées deviennent des calcaires cristallins, à trémolite loin du contact, à diopside, forstérite, wollastonite dans les parties les plus internes de l’auréole. Les calcaires argilosiliceux sont transformés en cornéennes calciques ou tactites.

La température joue un rôle essentiel dans les transformations ainsi réalisées: les associations minérales des auréoles de contact traduisent des températures, croissantes vers le contact intrusif: 300-400 ⁰C pour les cornéennes à albite et épidote, 400-650 ⁰C pour les cornéennes à hornblende, 650-800 ⁰C pour les cornéennes à pyroxène, et exceptionnellement plus de 800 ⁰C pour les sanidinites à feldspaths potassiques de haute température. Des calculs théoriques des gradients thermiques résultant de la mise en place instantanée, à haute température, d’intrusions de formes variées ont été développés par J. C. Jaeger; ils permettent, dans des cas précis, la comparaison avec la répartition effectivement observée des températures du métamorphisme de contact. La température maximale atteinte dans l’encaissant, au contact intrusif, est beaucoup plus basse que la température du magma (670 ⁰C environ au contact d’un basalte à 1 100 ⁰C, 580 ⁰C au contact d’un granite à 800 ⁰C), ce qui explique la rareté des phénomènes de fusion dans les auréoles. Cette température est indépendante de l’épaisseur de l’intrusion mais elle varie beaucoup en fonction de la nature de l’encaissant (au contact d’un gabbro à 1 000 ⁰C, les quartzites sont portés à 400 ⁰C, les argilites à 600 ⁰C). La température maximale atteinte en un point de l’auréole est fonction du rapport entre distance au contact et demi-épaisseur du corps intrusif. La largeur de la zone soumise à une notable élévation de température est de l’ordre de l’épaisseur du corps intrusif.

L’extension du métamorphisme est souvent limitée par les délais (de l’ordre d’un millier d’heures) nécessaires à la production des réactions. Ces durées sont facilement atteintes aux marges d’intrusions de grandes dimensions (le refroidissement d’un stock granitique de 10 km de diamètre dure plusieurs millions d’années) mais non aux contacts d’intrusions de faibles dimensions (filons métriques); ces dernières ne développent pas, ou très peu, de métamorphisme de contact. Beaucoup d’autres facteurs, dont le rôle est difficile à cerner par le calcul ou par l’observation, déterminent les caractéristiques des auréoles de contact:

le mode de mise en place de l’intrusion conditionne le régime thermique; lors d’une mise en place lente, comportant une circulation prolongée de magma, les terrains encaissants sont beaucoup plus échauffés que lorsque la mise en place est rapide;

la minéralogie des auréoles varie aussi selon la pression, donc selon la profondeur à laquelle se fait la mise en place;

le rôle des fluides, et notamment de l’eau, semble fondamental: le flux d’eau est généralement orienté de l’encaissant vers le magma au moins dans le cas des intrusions basiques; le cas inverse peut être réalisé aux contacts des plutons granitiques.

Des gradients chimiques parfois complexes s’observent dans les auréoles de contact: indépendamment de la mobilité de l’eau et du C², des migrations de Si, Fe, Na, K, voire de sulfures (skarns) sont courantes; le bore introduit dans les roches pélitiques s’y fixe sous forme de tourmaline. Enfin, dans les derniers stades du métamorphisme de contact, le sens des réactions tend à s’inverser, et les minéraux des auréoles (andalousite, cordiérite) subissent souvent des rétromorphoses.

Encyclopédie Universelle. 2012.