roches magmatique

7/30/2019 roches magmatique

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Roches magmatiques Page 1

Ecole Marocaine dIngnierie

Roches Magmatiques

Professeur Abderrahim SAADANE


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Introduction

Les roches magmatiques drivent de la solidification dun magma, on les appelle

encore roches endognes ou ignes et parfois improprement roches ruptives.

Le magma est un mlange, en proportion variables, suivant des conditions detemprature et de pression, de cristaux dune phase fluide. Le stade magmatique est une tape

transitoire entre une phase de fusion partielle dune zone de manteau ou de la crote et une

phase de solidification lie au refroidissement du matriel magmatique.

Cette solidification peut se faire lintrieur de la lithosphre o le refroidissement est

alors lent, cest le cas des roches plutoniques ; elles napparaissent donc la surface que grce

lrosion et aux rajustements isostatiques qui remontent les racines des chaines de

montagnes.

Le matriel magmatique peut subir un refroidissement rapide sil est mis la surface dela terre (continent et ocans) : cest le cas des roches volcaniques. Sil le refroidissement est

brutal, il peut y avoir trempe, cest--dire transformation du magma en un solide non

cristallis, le verre. Ceci peut se passer sous leau (dorsales ocaniques- lacs) ou lair libre.

Les verres sont trs prcieux et trs recherchs par les gochimistes, notamment laxe

des dorsales, car ils reprsentent une composition homogne moyenne des magmas. Entre ces

deux extrmes, il existe des intermdiaires et les diverses conditions de refroidissement

conduisent des proportions de cristaux et des verres variables. Et des agencements de

minraux diffrents, caractrisant la structure de la roche.

Classement de roches magmatiques selon le mode de gisements :

Roches Groupes Sous-groupeNiveau de

refroidissement

Roches ignes ou

exognes

Roches

volcaniquesRoches volcaniques 1 Air libre

Roche hypo volcanique

2Semi profondeur

Roche de profondeurs Roche plutonique Roche pri-plutonique Semi profondeur

ou endognes Roche plutonique Profondeur


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Roches plutoniques

LES DIFFERENTS MODES DE CLASSIFICATIONEn fonction de l'acidit de la roche.

En fait, on a tendance confondre richesse en silice et saturation de la roche en SiO2. En

principe, la richesse en silice exprime l'acidit d'une roche, c'est--dire le rapport de laquantit d'oxygne fixe par Si la quantit d'oxygne fixe par tous les autres cations ; on

peut ainsi distinguer.

les roches acides SiO2 > 65 % cas des granites.

les roches intermdiaires 52 %


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En fonction du degr de saturation en silice

La silice est prsente dans tous les silicates, mais lorsqu'elle est trs abondante dans

le magma (> 65 %), elle peut s'individualiser et former du quartz. On dit que la roche est

sursature. Si la quantit est moindre (45 %


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Evolution de la coloration dans les roches magmatiques


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LES GRANDS TYPES DE CLASSIFICATION

On a l'habitude d'effectuer les classifications avec un tableau double entre. C'est ce

qu'avait fait Lacroix dans les annes 30. Il utilisait pour sa classification des critres

granulomtriques, minralogiques et chimiques. Puis Streckeisen a propos, en 1966, une

nouvelle classification, base sur le mode de la roche, et qui tait moins rigide que celle de

Lacroix. On peut en effet mettre en vidence de nombreux intermdiaires qui n'apparaissent

pas dans la classification de Lacroix, et qui sont parfois plus frquents (par exemple les

trachy- andsites sont plus frquents que les trachytes). Pour classer les roches on utilise des

critres minralogiques et des critres granulomtriques

Les critres minralogiques

On distingue parmi les minraux cardinaux (= principaux) : le quartz, les

feldspaths alcalins (orthose, sanidine, albite), les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases,

les feldspathodes (leucite, nphline, mlilite) et les minraux colors (micas, amphiboles,pyroxnes, olivine).

Les critres granulomtriques

Selon la grandeur (et la forme) des minraux constitutifs, donc finalement selon le

mode de refroidissement plus ou moins rapide du bain silicat, on distingue :

Variation des textures pour les roches magmatiques


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Les roches grenues

Elles sont constitues de grains dont la taille moyenne est de 3 5 mm, les variations

stendant de 0,5 mm 1 m. La roche est donc constitue de grains visibles lil nu (ou la

loupe). Le refroidissement est donc lent : le rythme de nuclation et la vitesse de croissance

sont lorigine dun petit nombre de germes cristallins dveloppement plus facile ; la

roche est dite macro cristalline. Pour distinguer les diffrents types de grains, on peut tenir

compte de leurs dimensions, ce qui permet de distinguer :

- Les roches trs gros grains > 3 cm pegmatites.- Les roches gros grains 1 cm < < 3 cm.- Les roches grains moyens 1 mm


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Les roches microgrenues

Elles sont le plus souvent constitues de 2 types de grains : d'une part des grains petits et

nombreux qui manifestent le refroidissement plus rapide du magma, d'o l'apparition d'un

plus grand nombre de grains qui se dveloppent mal ; ces grains sont uniquement visibles au

microscope ; la roche est dite micro-cristalline.

D'autre part on trouve des grains beaucoup plus gros ou phnocristaux dont l'origine

est rechercher dans un refroidissement lent en profondeur. On dit que la roche est

microporphyrique. Ce sont des roches qui commencent refroidir en profondeur, puis qui

s'approchent de la surface et refroidissent plus rapidement. Cela peut galement tre le cas de

magmas importants dont la surface suprieure, en contact avec un environnement froid,

cristallise plus vite sur ses bords (facis de bordure ou bordure fige).

Les roches microlithiques et vitreuses

Elles sont constitues de petits cristaux en forme de baguettes : les microlithes (du

grec micro = petit et lithos = pierre). Ces baguettes forment l'essentiel des roches volcaniques

; elles tmoignent d'un refroidissement rapide (une coule refroidit en quelques annes). Un

cas particulier est celui des dolrites dont les microlithes sont visibles l'oeil nu ; il

faudrait inventer un nouveau mot, par exemple celui de macrolithes pour tenir compte de

cette observation, le refroidissement n'tant ni trs lent, ni trs rapide. C'est le cas des dolrites

de la crote ocanique et des basaltes demi-deuil.

Parfois il n'y a aucun cristal visible; aucun germe n'a pu apparatre car la grande

viscosit du magma bloque la nuclation ; il se forme alors un verre ; celui-ci peut parfoisgalement coexister avec les microlithes. Il est intressant de souligner que le verre est

toujours instable et qu'il a tendance cristalliser ; cette dvitrification est trs lente et donne

naissance des cristallites disposes de faon fibroradie. Ces petites sphres millimtriques

portent le nom de sphrolites.

Ces variations de dimensions sont donc dans la majorit des cas le reflet d'une plus ou

moins grande vitesse de refroidissement ; mais elles peuvent avoir d'autres origines : une

augmentation de la pression peut lever le liquidus du systme, d'o cristallisation une

temprature plus leve ; une perte d'eau peut avoir les mmes effets.

Classification qualitative et quantitative

Pour le ptrographe la simple reconnaissance des minraux n'est souvent pas

suffisante. Il faut connatre aussi la proportion de chacun d'eux. D'autre part, lorsque l'on a

affaire une roche volcanique contenant du verre, il faut en tenir compte car il s'agit d'une

partie du magma qui n'est pas l'origine de cristaux ; donc on a de la difficult la classer.

On peut alors utiliser l'analyse chimique et, connaissant la composition thorique des

minraux cardinaux, on peut calculer partir de cette analyse les minraux qui auraient d

apparatre si tout le liquide avait cristallis. Ceci nous permet de distinguer 2 types de

classification de ce point de vue :


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- On peut effectuer une classification simplement qualitative = observe : c'est le

mode de la roche et on parlera de classification modale. C'est le cas de la classification de

Streckeisen.

- On peut galement partir de la composition chimique exacte de la roche, et effectuer une

classification quantitative = calcule ; c'est la norme de la roche et on parle de classification

normative (Norme CIPW : acronymes des noms de 4 amricains qui ont nos au point cette

norme).

LA CLASSIFICATION DE STREICKENSEN

Les classifications antrieures tant trop rigides, il est prfrable d'employer la

classification internationale : celle de Streckeisen. Il utilise un losange dont les 4 sommets

correspondent : au quartz, aux feldspaths alcalins, aux plagioclases et aux feldspathodes. Il

faut complter cette classification base exclusivement sur des minraux clairs par un triangle

dont les sommets sont l'olivine, les clinopyroxnes et les orthopyroxnes, ceci pour les roches

ne contenant pas de minraux clairs (roches ultramafiques).

Cette classification, utilise l'heure actuelle, est donc base sur les proportions des

minraux prsents, mesures grce au compteur de points (le mouvement micromtrique d'un

chariot fix sur la platine d'un microscope permet le comptage des principaux minraux de la

roche). Dans le cas des roches volcaniques, on est oblig de faire entrer une part de calcul

pour tenir compte du verre.


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LE DIAGRAMME DE COX et al. 1979 :

Nous avons vu en gochimie que le diagramme de Harker pouvait tre intressant

plus d'un titre. Non seulement il permettait de comprendre les volutions minralogiques,

mais il permet galement de mettre en vidence les filiations des roches entre elles. En effet,

partir d'un magma basaltique peut natre un groupe de roches, une srie magmatique, qu'il estintressant de mettre en vidence. On porte en abscisse le pourcentage en SiO2, et en

ordonne la somme des pourcentages en K20 + Na2O. On peut alors sur ce diagramme

visualiser l'ensemble des roches magmatiques. C'est ce qu'ont fait Cox et al. en 1979. Ce

diagramme est prfrable une classification car il permet de mettre immdiatement en

vidence les volutions magmatiques, que les roches soient cristallises ou vitreuses. On a

galement port sur ce diagramme les quivalents plutoniques des roches volcaniques.

Les roches volcaniques :

De la mme faon que les roches plutoniques, les roches volcaniques se concentrent aux

limites des plaques et qui tracent les zones de subduction. Une exception peu se remarque

pour le volcanisme ponctuel : points chauds. Les iles Hawa en est un bon exemple.


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Alignement du volcanisme autour des plaques.

Schma montrant lorigine des magmas volcaniques


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Exemple des roches volcanique.


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Exploitation des cendres volcaniques comme matriaux de construction.


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Affleurement des roches volcaniques et leurs modes dexploitation.


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