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Le gneiss est une roche métamorphiqueroche métamorphique composant la croûte continentalecroûte continentale. Elle contient principalement du quartzquartz, des micas, des feldspathsfeldspaths plagioclases et quelquefois des feldspaths alcalins. La couleurcouleur 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'œilœil nu, de fins lits clairs composés de quartz, plagioclases et feldspaths, et de lits sombres composés de minérauxminéraux 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 pressionpression 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.

Diagramme des champs de pression et température des différents faciès métamorphiques. Le gneiss se forme dans les facies amphibolitique à granulitique © Woudloper, Jur@astro, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0
Diagramme des champs de pression et température des différents faciès métamorphiques. Le gneiss se forme dans les facies amphibolitique à granulitique © Woudloper, [email protected], Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Le métamorphismemétamorphisme 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 granitegranite ou le basaltebasalte, ou de certaines roches sédimentairesroches sédimentaires (marnes, grèsgrès). 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.

Gneiss ayant enregistré un épisode de déformation lors du processus métamorphique © Huhulenik, Wikimedia Commons, CC by 3.0
Gneiss ayant enregistré un épisode de déformation lors du processus métamorphique © Huhulenik, Wikimedia Commons, CC by 3.0

Certains gneiss présentent des inclusions de phénocristaux de feldspaths ou de quartz, qui forment des yeux en amandeamande, 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.

Gneiss oeillé. Les alternances de lits clairs et sombres sont également bien visibles © Woudloper, Jur@astro, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0
Gneiss oeillé. Les alternances de lits clairs et sombres sont également bien visibles © Woudloper, [email protected], Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Les gneiss amphibolitiques sont eux issus du métamorphisme de basaltes. Certains gneiss se distinguent par la présence de traces d'un début de fusionfusion. Ce sont les gneiss migmatitiques, encore appelés migmatitesmigmatites. 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.