Le gneiss est une roche métamorphique composant la croûte continentale. Elle contient principalement du quartz, des micas, des feldspaths plagioclases et quelquefois des feldspaths alcalins. La couleur de la roche est variable, mais souvent grise.
Le gneiss se caractérise également par la présence d'une foliation, qui donne à la roche une structure en feuillet. Cette foliation s'observe par une alternance, parfois non visible à l'œil nu, de fins lits clairs composés de quartz, plagioclases et feldspaths, et de lits sombres composés de minéraux ferromagnésiens (micas noirs et parfois amphiboles).
Une roche métamorphique de haute pression et haute température
La foliation indique que la roche a subie un épisode de déformation ductile en même temps que le processus métamorphique : lors de l'augmentation de la pression et de la température, la roche d'origine à été écrasée, voire étirée. La genèse du gneiss a lieu dans le facies amphibolitique ou granulitique, à une température supérieure à 600°C et à une pression de l'ordre de 2 à 12 kbar.
Le métamorphisme représente une transformation d'une roche initiale (protolithe) soumises à des conditions de pression et température qui la rende instable. Le gneiss résulte ainsi du métamorphisme d'une ancienne roche magmatique comme le granite ou le basalte, ou de certaines roches sédimentaires (marnes, grès). Il existe ainsi une grande variété de gneiss, qui diffèrent par leur composition minéralogique, par leur structure et par leur genèse.
Une grande variété de gneiss
On peut ainsi différencier les gneiss suivant leur structure : les gneiss homogènes dont le litage est non visible à l'œil nu, les gneiss lités dont le litage est visible à l'œil nu ou les gneiss rubanés dont le litage est régulier et peut avoir comme origine une stratification sédimentaire. Les gneiss plissés témoignent quant à eux d'une déformation compressive durant le processus de métamorphisme.
Certains gneiss présentent des inclusions de phénocristaux de feldspaths ou de quartz, qui forment des yeux en amande, orientés dans le sens des lits de micas. On parle alors de gneiss oeillés. Ils résultent souvent de l'écrasement d'anciens granites, dans des conditions de fortes pression et température. La nature de ces yeux donne de nombreuses informations sur l'origine du gneiss.
Les gneiss amphibolitiques sont eux issus du métamorphisme de basaltes. Certains gneiss se distinguent par la présence de traces d'un début de fusion. Ce sont les gneiss migmatitiques, encore appelés migmatites. Ce début de fusion partielle est un phénomène qui survient lors d'un métamorphisme de très haute pression et haute température (phénomène d'anatexie), qui se produit lorsque la roche est enfouie à plus de 15 km de profondeur.
On trouve des gneiss dans les régions cratoniques (croûte continentale très ancienne) ainsi que dans les chaînes de montagnes dont la racine crustale a été exhumée par la tectonique compressive, comme les Pyrénées, les Vosges ou les Alpes.