Géologie 10

5. APPROFONDISSEMENT DU POINT 4 / NOTIONS DE PETROLOGIE 

 

5.1 Les roches ignées

5.1.1 Introduction

Pour les aspects généraux de leur genèse, se référer au chapitre précédent

Les roches magmatiques ou ignées résultent du refroidissement et de la solidification de matériaux fondus provenant des profondeurs de l'écorce terrestre et du manteau. Ces matériaux en fusion, appelés magmas, sont généralement des mélanges de silicates fondus formant un liquide qui transportent très souvent une quantité plus ou moins importantes de cristaux en suspension et qui contiennent en solution une quantité moindre de gaz (eau et gaz carbonique surtout).

                                                                                                              Basalte

                                                                     

Les magmas n'existe qu'à des températures très élevées. Leur composition chimique, notamment la teneur en silice, varie beaucoup et donne lieu à une grande variété de roches ignées. La solidification des magmas peut se produire à la surface de la Terre ou en profondeur.

Les magmas parvenus en surface forment des roches ignées dites extrusives. Ces magmas peuvent s'épancher sous forme de laves et former des reliefs que tous connaissent sous le nom de volcan. Les roches sont dites alors volcaniques. Certaines roches volcaniques appelées roches volcano-sédimentaires ou pyroclastiques sont constituées de fragments résultant d'une activité volcanique explosive. Lors de l'éruption, les fragments sont projetés et peuvent se déposer à une certaine distance d'un volcan. Les roches volcaniques refroidissent très rapidement et sont donc en général à grains fins; elles peuvent parfois contenir une partie plus ou moins importante de verre.

Il arrive que les magmas ne parviennent pas à se frayer un chemin jusqu'à la surface de la Terre. Ceux qui se sont introduits dans des roches préexistantes se refroidiront pour former des roches ignées dites intrusives. Si le temps de refroidissement est lent, comme dans un batholite, les roches formées en profondeur sont appelées plutoniennes et sont grossièrement grenues. Si le temps de refroidissement est plus court, comme dans des dykes ou sills, les roches sont appelées filoniennes.

La granulométrie des roches filoniennes est en moyenne plus fine, mais parfois des minéraux de différentes tailles sont présents dans la même roche.

5.1.2 La composition minéralogique des roches ignées

 

 

 

 

Gabbro 

 

 

 

Commentaire de la figure

La composition minéralogique des roches ignées est limitée généralement à quelques minéraux silicatés. La péridotite est une roche ignée intrusive riche en olivine et pyroxène. Le gabbro et son équivalent extrusif, le basalte, sont riches en pyroxènes et en feldspaths plagioclases calciques. La diorite et l'andésite sont plutôt riches en amphiboles, biotite et en feldspaths plagioclases sodiques. Enfin, le granite et la rhyolite sont riches en biotite, amphiboles et en quartz, feldspaths potassiques ainsi qu'une quantité moindre de feldspaths plagioclases sodiques.

 

 

     Granite

5.1.3 La composition chimique des roches ignées

 

Commentaires de la figure

La composition chimique des roches ignées réfère à la teneur en pourcentage de silice (SiO2), de potassium (K2O), de sodium (Na2O), de calcium (CaO), de fer (FeO) et de magnésium (MgO), sous formes d'oxydes. Des roches ignées de composition felsiques, telles le granite et la rhyolite, sont riches en quartz et en feldspaths potassiques et sont généralement pâles. Des roches ignées de composition intermédiaires et mafiques, telles la diorite et le gabbro respectivement, contiennent moins de silice et de feldspaths potassiques mais plus de minéraux ferromagnésiens riches en fer et magnésium et des feldspaths plagioclases sodiques. Ces roches ignées intermédiaires et mafiques sont généralement plus foncées que les roches de composition felsiques. Enfin, les roches ignées de composition ultramafiques, telle la péridotite, sont très riches en minéraux ferromagnésiens et très pauvres en feldspaths plagioclases calciques. Ils ne contiennent jamais du quartz. Ces roches sont beaucoup plus foncées que les roches de composition felsiques et un peu plus foncées que les roches de composition intermédiaires et mafiques.

 

 

Classification simplifiée

Classification simplifiée des roches ignées

Composition

Texture

Nom de la roche

olivine
pyroxene

phanéritique

gabbro

feldspath plagioclase calcique

aphanitique

basalte

amphibole
biotite

phanéritique

diorite

feldspath plagioclase sodique

aphanitique

andésite

feldspath potassique
muscovite

phanéritique

granite

 

Commentaire du tableau

Le tableau ci-haut est une classification simplifiée des roches ignées. Il est basé sur la composition minéralogique et sur la texture des roches ignées. Si on observe la composition minéralogique nous constatons que l'équivalent volcanique d'un gabbro est un basalte, c'est à dire qu'un basalte possède la même composition minéralogique qu'un gabbro. De façon similaire, l'équivalent volcanique d'une diorite est une andésite et enfin l'équivalent volcanique d'un granite est une rhyolite.

La différence entre basalte et gabbro, andésite et diorite, rhyolite et granite, ne se situe pas au niveau de la composition minéralogique qui est la même pour chacune des paires, mais au niveau de la cristallinité, soit de la taille des cristaux.

Un magma qui s'introduit dans la croûte terrestre peut se frayer un chemin jusqu'à la surface et donner lieu à des coulées de laves qui, en cristallisant, forment des corps extrusifs: volcans sous-marins ou volcans continentaux. Le magma peut aussi resté coïncé dans la croûte et se cristalliser pour former des

corps intrusifs.

La cristallisation à la surface de la croûte est rapide, ce qui produit de très petits cristaux; la roche résultante sera une roche à fins cristaux qu'on ne distingue généralement pas à l'oeil nu (aphanitiques), même à l'aide d'une loupe. Par contre, lorsque le magma se cristallise à l'intérieur de la croûte terrestre, l'abaissement de sa température est lent et, pour simplifier, plus la cristallisation sera lente, plus les cristaux seront gros, généralement bien visibles (phanéritiques).

On a donc deux grands groupes de roches ignées: les roches ignées extrusives, à fins cristaux, et les roches ignées intrusives, à gros cristaux.

5.1.4 Nomenclature des roches ignées

La nomenclature des roches ignées n'est pas régie par des règles formelles. Quelques noms sont d'origine ancienne, habituellement hérités du jargon des mineurs; quelques-uns sont dérivés des noms des composantes minérales de roches particulières mais la plupart sont basés sur les noms des localités types.

Un schéma unique de classification des roches qui soit à la fois logique et pratique ne semble pas réalisable. Cependant, il est possible de retrouver des schémas différents bâti selon l'objectif visé. Néanmoins, pas un seul d'entre eux ne peut permettre d'y classer une roche de façon parfaitement satisfaisante et finalement, aucune classification ne peut être rigoureuse parce que les différents types de roches ne sont que des coupures arbitraires dans des suites continues.

Les principales avenues de classification des roches ignées sont les suivantes:

1. Classifications minéralogiques quantitatives;

2. Classifications texturales;

3. Classifications chimiques.

Les types de roches les plus communs sont décrits en s'appuyant sur leur composition minéralogique et leurs particularités texturales plutôt que sur leur composition chimique et leur apparence générale en place. Selon leur composition minéralogique, les roches ignées sont dites acides, intermédiaires, basiques ou ultrabasiques. Nous nous limiterons à l'utilisation de la classification minéralogique et texturale pour classifier les roches ignées.

Quelques pétrographes préfèrent adopter une classification des roches ignées basée sur les pourcentages élémentaires donnés sous forme d'oxydes (oxyde de silicium; oxyde d'aluminium; oxyde de calcium; oxyde de sodium; oxyde de fer, etc.). Une telle classification chimique est peut-être plus exacte, mais elle requiert une longue série d'analyses chimiques coûteuses et est utilisé exclusivement pour contrôler les classifications basées sur la composition minéralogique et les particularités texturales. suivante

5.1.5 Classification des roches ignées plutoniennes

 

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Date de dernière mise à jour : 05/10/2012