Les roches sont divisées en trois types de base selon la façon dont elles se forment. Les roches ignées telles que le granit et le basalte cristallisent en refroidissant à partir d'un état fondu, appelé magma. Les roches sédimentaires peuvent se former à partir de morceaux érodés de roches plus anciennes, à partir de restes d'organismes ou par l'évaporation d'eau riche en produits chimiques. Le troisième type de roche majeur est métamorphique, ce qui signifie que les roches ont été modifiées. Les roches métamorphiques, y compris le gneiss et le marbre, changent lorsque la chaleur et la pression extrêmes provoquent des changements minéraux par recristallisation. De nombreuses roches métamorphiques semblent être stratifiées, un effet appelé foliation.
Métamorphisme et Minéraux
Lorsqu'un type de roche est exposé à une température élevée, une pression élevée ou les deux, les grains minéraux de la roche ont tendance à changer. La haute pression associée à l'enfouissement profond provoque la migration des atomes le long et à travers les contacts grain à grain. Cette migration permet aux grains minéraux de changer de forme. Lorsque les minéraux présents sont instables à la température et à la pression ambiantes, les atomes en migration peuvent se combiner pour former des minéraux qui n'étaient pas présents dans la roche d'origine. Ces changements microscopiques dans la forme et la chimie des minéraux se produisent même si la roche ne fond pas.
Roches métamorphiques foliées
La foliation observée dans les roches métamorphiques est un alignement préférentiel de cristaux minéraux, par exemple des minéraux en feuille tels que les micas (muscovite et biotite) et les minéraux argileux. Cet alignement crée une stratification grossière dans des roches faiblement ou modérément métamorphisées telles que l'ardoise et le schiste. Dans le gneiss, la roche métamorphique résultant de la température et de la pression les plus élevées, des grains minéraux plus gros se séparent en un ruban ou une stratification caractéristique. La foliation est une caractéristique d'identification de certaines roches métamorphiques, mais pas toutes.
Cause de la foliation
Toutes les roches sont sous pression en raison de l'enfouissement. Cette pression de confinement augmente proportionnellement à la profondeur d'enfouissement. A de grandes profondeurs, la pression est suffisante pour provoquer une recristallisation le long des joints de grains, mais parce que la pression de confinement est les mêmes dans toutes les directions, les grains minéraux cultivés dans ces conditions de contraintes uniformes n'ont pas de croissance préférentielle direction. Une roche qui recristallise dans ces conditions sera constituée de grains orientés aléatoirement.
Si la roche subissant le métamorphisme est dans des conditions de contrainte directionnelle, comme cela pourrait se produire lorsque deux plaques tectoniques entrent en collision, la pression n'est pas égale dans toutes les directions. Dans de tels cas, les grains minéraux mous auront tendance à s'aplatir perpendiculairement à la direction de la pression maximale. Plus important encore, les grains minéraux recristallisés poussant dans un environnement de pression différentielle sont plus susceptibles de développer des formes qui s'alignent avec les dimensions les plus longues perpendiculairement à la direction du maximum pression. L'alignement des grains donne une texture en couches. Cela signifie qu'une contrainte différentielle liée à différentes pressions dans différentes directions est nécessaire pour former des roches métamorphiques foliées.
Roches métamorphiques non feuilletées
Toutes les roches métamorphiques ne sont pas foliées. Certaines roches métamorphiques résultent de la "cuisson" par l'intrusion de corps magmatiques. Ces roches métamorphiques de contact ne présentent généralement pas de foliation car la pression est presque égale dans toutes les directions.
Une autre cause des roches métamorphiques non feuilletées est une roche mère homogène. Les roches foliées se développent généralement à partir de roches mères contenant plusieurs minéraux ou à partir de mélanges de plusieurs types de roches. Les roches métamorphiques non feuilletées marbre et quartzite se développent dans des conditions de différentiel stress lorsque les roches d'origine sont relativement pures et ne produisent pas de nouveaux types de minéraux pour se développer feuilletage.