ANDÉSITES ET DIORITES

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Lorsque le magma surgit en surface, il se refroidit rapidement en donnant une masse pâteuse où s'expriment peu de cristaux aux formes macroscopiques : c'est une roche volcanique. En revanche, si le magma refroidit en profondeur, donc lentement, la cristallisation a le temps de s'exprimer pour donner une roche grenue (les grains sont les cristaux) : c'est une roche plutonique. Ainsi, les andésites sont des roches volcaniques ; les diorites sont les équivalents plutoniques des andésites, bien qu'elles puissent résulter de la cristallisation de magma d'origine diverse. Andésites et diorites se mettent en place dans des contextes géotectoniques spécifiques, que révèlent leurs compositions géochimiques.

Les andésites sont des roches volcaniques typiques des arcs insulaires et des marges continentales actives de type andin. Leur extrusion s'accompagne souvent de phénomènes explosifs violents et dangereux (nuées ardentes). Leur origine est intimement liée à la structure géophysique des zones de subduction : enfoncement d'une plaque lithosphérique océanique sous une autre plaque de nature variable, continentale (Amérique du Sud) ou océanique (arcs de l'ouest du Pacifique).

Les diorites sont des roches holocristallines, à grain plus ou moins fin, dont la couleur va du gris au verdâtre et qui sont soit équigranulaires, soit hétérogranulaires avec de gros cristaux de plagioclase ou d'amphibole.

Andésites

Les andésites représentent les termes intermédiaires de séries volcaniques saturées ou sursaturées en silice, de type calco-alcalin ou tholéiitique d'arc ; leurs teneurs en silice varient de 52 à 63 p. 100. On distingue généralement les andésites basiques (SiO2 : de 52 à 57 p. 100) des andésites stricto sensu ou andésites acides (SiO2 : de 57 à 63 p. 100). Sur le plan minéralogique, la principale variation observée réside dans l'absence ou la présence de phénocristaux d'amphibole de type hornblende, qui permet d'opposer les andésites à deux pyroxènes (ortho- et clinopyroxène) aux andésites à hornblende. Enfin, les andésites des marges continentales actives (type andin) diffèrent de celles des arcs insulaires par plusieurs caractéristiques géochimiques, notamment par leurs teneurs plus importantes en potassium, et surtout en baryum et en rubidium.

Minéralogie

Les andésites sont en général des roches très porphyriques, contenant de 20 à 50 p. 100 de phénocristaux (tabl. 1). Parmi ceux-ci, dominent les plagioclases calciques, de taille souvent plurimillimétrique, avec une zonation très marquée à caractère souvent oscillatoire. Leurs teneurs en anorthite varient en effet de 90 p. 100 à 40 p. 100 dans les andésites basiques, de 80 p. 100 à 30 p. 100 dans les andésites stricto sensu. Les phénocristaux d'olivine sont généralement peu abondants, et se rencontrent surtout dans les andésites basiques. La coexistence de phénocristaux d'orthopyroxène et de clinopyroxène de type augite est caractéristique des andésites, dans lesquelles on rencontre également presque toujours de petites quantités de magnétite. Plus sporadiquement, sont présents en phénocristaux, l'amphibole de type hornblende, souvent accompagnée par la biotite, ainsi que le quartz. La pâte des andésites est composée de plagioclases plus sodiques que les phénocristaux, de clinopyroxènes, d'orthopyroxènes et de magnétite ; il s'y adjoint parfois de l'ilménite, de la tridymite ou de la cristobalite. Le verre résiduel, de composition dacitique à rhyolitique, est généralement peu abondant.

Andésites : composition des principaux types

Tableau : Andésites : composition des principaux types

Compositions moyennes (% masse) et teneurs en phénocristaux (% volume) des principaux types d'andésites. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La séquence de cristallisation courante des andésites fait succéder à l'apparition des spinelles celle de l'olivine et de l'orthopyroxène, suivis du clinopyroxène et du plagioclase. Lorsque l'amphibole est présente, elle cristallise conjointement avec les plagioclases, et l'apparition des pyroxènes se fait alors plus tardivement.

Géochimie

Du point de vue des éléments majeurs, les andésites se caractérisent par des teneurs élevées en calcium et aluminium et faibles en titane. Leur rapport Mg/(Mg + Fe), souvent voisin de 0,5, est cependant susceptible de larges variations ; le rapport Fe2O3/FeO, généralement élevé, témoigne d'une évolution sous fortes pressions d'oxygène. La différenciation des séries andésitiques se traduit par une augmentation rapide et régulière des teneurs en silice et en potassium, et une décroissance du fer, du magnésium et du calcium, et, à u [...]

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Andésites : composition des principaux types

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Diorites : composition

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Écrit par :

  • : professeur de géologie à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest
  • : professeur émérite à l'université de Toulouse-III-Paul-Sabatier
  • : professeur à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest

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Pour citer l’article

Jean-Paul CARRON, Maurice LELUBRE, René MAURY, « ANDÉSITES ET DIORITES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/andesites-et-diorites/