Gneiss folié de Clabaria. © Annamaria Fornelli, imaggeo.egu.eu
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Protolithe : qu'est-ce que c'est ?

DéfinitionClassé sous :Terre , Géologie , tectonique des plaques

Certains processus géologiques, comme le métamorphisme, le métasomatisme ou l'altération chimique, entraînent la transformation de tous types de roches, désignées comme les protolithes, en des roches de nature différente.

Le protolithe désigne donc la roche d'origine ayant subi ce processus de transformation. Le terme de protolithe n'est donc pas lié à la nature de la roche, mais à sa condition d'antécédent à une transformation.

Par exemple, le protolithe du marbre est un calcaire : le marbre est en effet le résultat du métamorphisme du calcaire. De façon similaire, le protolithe d'un schiste est une argile et le granite est le protolithe de l'orthogneiss.

Carrière de marbre en Italie (Carrare). Le marbre est une roche métamorphique dont le protolithe est un calcaire. © Reiner Flassig, Wikimedia Commons, domaine public

Dans de nombreuses études, l'identification du protolithe est un point particulièrement important puisque cela permet de reconstruire l'histoire géologique d'une roche et ainsi de déterminer le contexte environnemental et géologique précédent l'étape de transformation.

La détermination d’un protolithe : un point majeur dans les études géologiques

Dans les massifs montagneux comme les Alpes ou les Pyrénées, une grande partie des roches que l'on observe sont des roches métamorphiques, c'est-à-dire ayant subi une transformation sous l'effet de l'augmentation de la pression et de la température. La formation de ces chaînes de montagnes est en effet associée à des collisions continentales, elles-mêmes précédées par la mise en place d'une subduction. Ce contexte tectonique entraîne l'enfouissement de certaines unités géologiques, qui vont alors subir un processus de métamorphisme plus ou moins poussé en fonction de la profondeur d'enfouissement et de la température. Certaines de ces roches métamorphisées peuvent par la suite se retrouver à nouveau en surface, à l'affleurement, soit par l'action continue de l'érosion mécanique, soit par les processus tectoniques, qui peuvent pousser des unités profondes vers l'exhumation.

Massif de Belledonne dans les Alpes. Ce massif est principalement composé de roches métamorphiques, dont des gneiss. © Bouvierjr, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Déterminer le protolithe d'une roche métamorphique est donc important puisque cela permet de savoir exactement quel « chemin » a suivi la roche et de lister l'ensemble des transformations subies. Le protolithe donne également de précieuses informations sur le contexte géologique et l'histoire régionale précédant la formation de la chaîne de montagnes : s'agit-il d'une roche sédimentaire, comme un grès, d'une roche évaporitique comme du gypse, d'un calcaire ou d'une roche volcanique comme un basalte ?

Pour les roches ayant subi un métamorphisme poussé, la détermination du protolithe n'est cependant pas forcément évidente.

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