Métamorphisme alpin

De Wikivalais.

Les plissements alpins virent se développer des pressions gigantesques; les frottements dus à leur naissance engendrent des températures élevées; or nous savons que des modifications de la température et de la pression sont à l'origine des phénomènes de métamorphisme. Le métamorphisme se manifeste par des modifications intimes des minéraux des roches. Certains se développent dans des fissures, et ces cristaux, souvent très beaux, entretiennent la passion de nombreux collectionneurs. Nous commencerons par parler un peu de ces cristaux qui peuvent nous aider à comprendre la métamorphisme.

Les cristaux des fissures

Les collectionneurs vont chercher leurs cristaux dans des "vides": fissures, géodes, fours. La présence de vides est une première condition nécessaire afin que les cristaux en voie de croissance puissent se développer sans être gênés dans leur développement par des voisins.

La seconde condition nécessaire à la naissance de beaux cristaux est satisfaite par le métamorphisme lui-même: l'augmentation de la température favorise la circulation d'eaux chaudes ou de vapeur au sein de la roche; or ces fluides sont capables de dissoudre et de déplacer de nombreux éléments, aussi les spécialistes parlent-ils de phénomènes hydrothermaux à propos de ces migrations d'éléments. Et là, nous retrouverons nos fissures: il y a migration préférentielle à partir de la roche en direction des vides. La preuve en est fournie par les modifications que subit la roche autour des fissures: elle est déminéralisée, ayant perdu une partie de sa substance qui se retrouve dans les cristaux de la fissure, après une migration sur quelques décimètres.

La nature des cristaux dépend de la composition de la roche, puisque c'est elle qui livre le matériel. Mais elle dépend aussi des températures régnantes, parce qu'une certaine température est capable de mettre en solution certains éléments, alors qu'une autre température mobilisera d'autres éléments. En ce sens, les cristaux fonctionnent comme un enregistreur de l'intensité du métamorphisme.

Deux régions du Valais sont particulièrement riches en beaux cristaux: le massif de l'Aar et le Binntal. Les fissures des granites et gneiss de l'Aar ont surtout livré des quartz, parce que la silice (SiO2) du quartz est un matériel particulièrement mobile déjà sous les conditions de faible métamorphisme auxquelles fut soumis le massif. Certains quartz sont fumés ou colorés en violet (améthystes): ces colorations proviennent de l'influence de minéraux radioactifs qui perturbent l'organisation interne du cristal. Les plus gros cristaux , de plusieurs centaines de kilos, ont été trouvés en dehors du territoire valaisan.

Le métamorphisme plus intense et les conditions plus exceptionnelles du Binntal ont favorisé l'apparition de cristaux plus variés et souvent rares. On connaît au monde un peu plus de 2000 espèces minérales: 30 d'entre elles ont été découvertes en Suisse et, parmi elles, 21 dans le Binntal, dont 14 n'ont jamais été retrouvées ailleurs! Pourquoi? La réponse est difficile; il semble que les solutions hydrothermales aient traversé des dolomies (calcaire riches en magnésium) contenant déjà divers éléments capables d'entrer dans la composition de minéraux complexes. Parmi les espèces les plus courantes, il y a la magnétite très bien cristallisée, la pyrite, la galène, la blende, des sulfures d'arsenic; les autres minéraux, dits les sulfosels, sont composés d'éléments multiples.

Il y a encore en Valais, une espèce minérale particulière mais discrète et connue des seuls amateurs exercés: ce sont les quartz fenestrés du val d'Illiez. Il s'agit de petits cristaux de quartz ayant grandi trop rapidement par leurs arêtes et dont les faces, restées creuses, se présentent comme des fenêtres.

Le métamorphisme au sein des roches

Les migrations et les recristallisations ne se sont pas cantonnées aux fissures, mais se sont produites au sein même des roches et avec les mêmes minéraux: quartz, calcite, etc. Mais les cristaux nés au sein de la roche n'ont rien de spectaculaire: généralement petits, ils ne montrent pas de formes particulières, parce qu'ils ont grandi dans des vides minuscules dont ils ont épousé les formes. Il faut donc avoir recours à des moyens assez compliqués pour déterminer ces minéraux, l'observation au microscope étant le plus élémentaire des moyens, l'analyse à la microsonde ionique, le plus sophistiqué utilisé actuellement.

Des études de laboratoire ont permis de déterminer approximativement les conditions d'apparition de certains minéraux. On connaît des minéraux de haute température et basse pression, ou, au contraire, les minéraux de haute pression à basse température, ou encore des minéraux correspondant à des pressions et températures équilibrées. Vous voyez dès lors l'intérêt que présente l'inventaire de ces minéraux: il permet d'établir la succession des variations de la température et de la pression qu'une roche à connue au cours de son métamorphisme. Cette succession connue, les géologues cherchent à la mettre en parallèle avec la succession des plissements décrits au paragraphe précédent. Le métamorphisme alpin s'est développé en deux stades principaux. Le premier fut très précoce, peut-être de la fin du Créatcé. Le second stade, lui est postérieur à la mise en place des nappes: les zones d'égale intensité passent à travers les limites des nappes.

Au cours du premier stade, apparurent des cristaux témoignant de très fortes pressions et de températures relativement basses. Ceux du second stade, au contraire, sont nés dans des conditions de température élevées, les plus fortes intensités se situant au nord des lacs tessinois.