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Un porphyroblaste est un gros cristal minéral dans une roche métamorphique qui s'est développé dans une matrice à grains plus fins . Les porphyroblastes sont généralement des cristaux euédriques , mais peuvent également être de forme partiellement ou complètement irrégulière.
Les porphyroblastes les plus courants dans les métapélites ( mudstones et siltstones métamorphisés ) sont les grenats et les staurolites , qui se distinguent dans les métapélites bien feuilletées (comme les schistes ) par rapport à la matrice de mica lamellaire .
Un type similaire de cristal est un phénocristal , un grand cristal dans une roche ignée . Les porphyroblastes sont souvent confondus avec les porphyroclastes , qui peuvent également être de grands cristaux remarquables, mais qui sont plus anciens que la matrice de la roche .
Si un minéral porphyroblastique contient de petites inclusions de minéraux, le minéral est qualifié de poïkiloblastique . Cette observation peut aider à interpréter l'histoire de la déformation.
Une roche qui contient de nombreux porphyroblastes est décrite comme ayant une texture porphyroblastique .
À mesure que les porphyroblastes se développent, la foliation peut être préservée sous forme d'inclusions orientées piégées par le porphyroblaste lorsqu'il les envahit, ce qui est utile pour suivre l'évolution des plans de déformation.
Dans les roches métamorphiques qui subissent une déformation au cours du métamorphisme, les porphyroblastes peuvent se développer avant, pendant ou après la phase de déformation enregistrée par les minéraux de la matrice. La relation entre la croissance des porphyroblastes et la déformation est généralement évaluée en comparant l'orientation de la forme des traces d'inclusions minérales dans le porphyroblaste à la structure de la matrice.
Certains porphyroblastes de grenat contiennent des traces courbées de quartz et d'autres inclusions minérales qui enregistrent la rotation des cristaux par rapport à leur environnement. Cependant, la question de savoir dans quelle mesure les porphyroblastes tournent réellement dans un référentiel externe fixé à la surface de la Terre pendant le métamorphisme et la déformation fait depuis longtemps l'objet d'un débat. La question s'est concentrée sur les soi-disant « grenats en spirale » , également connus sous le nom de « grenats boule de neige » , dont les traces d'inclusion définissent des motifs en spirale. Ces microstructures sont interprétées classiquement comme s'étant formées par la rotation induite par cisaillement d'un cristal de grenat en croissance. Des recherches ultérieures ont cependant conduit à un modèle de formation alternatif dans lequel un porphyroblaste se développe sur un micropli en développement tout en maintenant une position stable dans le référentiel externe. La répétition de ce processus peut alors produire des motifs complexes en forme de spirale. Bien que de nombreux chercheurs continuent d'adopter le modèle de rotation classique, la plupart des chercheurs qui ont publié des recherches testant les deux modèles en mesurant les orientations des porphyroblastes en sont venus à soutenir l'interprétation moderne.