ROCHES (Classification)Roches magmatiques

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Les roches magmatiques sont des roches endogènes, c'est-à-dire ayant pris naissance à l'intérieur de la Terre. Les unes sont issues de matières fondues, ou « magmas », qui ont fait éruption à la surface : ce sont les roches volcaniques. Les autres se sont formées en profondeur et n'apparaissent que par le jeu des déformations de l'écorce et de l'érosion : ce sont les roches plutoniques ; mais on admet généralement qu'elles résultent aussi de la cristallisation de matières fondues ou partiellement fondues. En réalité, il n'existe pas de séparation absolument tranchée entre ces deux groupes de roches, qui présentent par ailleurs des caractères communs, de sorte qu'on les réunit sous les termes de roches « magmatiques » o, plus rarement, « ignées », le premier mettant l'accent sur une origine à partir de bains fondus, le second sur les hautes températures ayant dû conduire à la fusion.

Cycle des roches

Vidéo : Cycle des roches

La surface de la Terre est constituée de roches d'origines différentes.Les roches rencontrées sur un volcan ou sur une falaise ne se ressemblent généralement pas. Elles sont différentes par leur couleur, leur aspect et aussi par la profondeur à laquelle elles ont pris naissance.On... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'origine des roches magmatiques a été un thème majeur de discussions depuis le début de la géologie. Elle pose en effet d'innombrables problèmes, pétrologiques et géophysiques, liés à la nature et à l'état des matériaux dans les couches internes du globe terrestre.

Composition

Composition chimique

La composition chimique des roches magmatiques varie dans des limites assez étroites, différentes de celles des roches sédimentaires qui proviennent essentiellement de leur transformation à la surface du globe. Les données géochimiques montrent que O et Si sont largement dominants, suivis par Al, puis par Fe, Mg, Ca, Na, K, etc. La silice joue donc un rôle prédominant et l'on constate dans sa distribution deux maximums de fréquence, le principal pour 52,5 p. 100 et un autre pour 73 p. 100. Cela correspond aux deux types de roches magmatiques ayant la plus large répartition, les basaltes et les granites, qui sont respectivement les plus représentatifs des roches volcaniques et plutoniques.

Basalte

Photographie : Basalte

Le basalte est une roche volcanique noire, à verre peu abondant et en général non bulleuse, comportant surtout des plagioclases et des pyroxènes. 

Crédits : Jacques-Marie Bardintzeff

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L'analyse chimique d'une roche est généralement présentée sous forme de pourcentages pondéraux d'oxydes ou en nombres de cations pour 100 g. En regroupant les éléments majeurs pour construire des minéraux théoriques, de formule fixée, on calcule une composition normative, ou norme, qui permet des comparaisons. Mais celles-ci sont surtout facilitées par des diagrammes qu'on établit en réduisant le nombre des variables chimiques par des rapports ou des groupements d'éléments. De nombreux types de diagramme ont été proposés pour exprimer des relations compositionnelles entre les roches, reflétant leur évolution. De plus, ces roches renferment un grand nombre d'éléments mineurs, souvent en traces infinitésimales (comme les Terres Rares), dont l'étude apporte des informations capitales sur les origines.

Roches magmatiques : composition

Tableau : Roches magmatiques : composition

Compositions des deux types les plus fréquents de roches magmatiques et de la roche magmatique moyenne (en pourcentages pondéraux d'oxydes). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Composition minéralogique

La composition minéralogique est nécessairement en étroite relation avec la composition chimique, mais elle dépend en outre des conditions de la cristallisation. Elle s'exprime quantitativement par le pourcentage (ordinairement en volume) des différents minéraux : c'est la composition modale ou mode, évidemment différente de la composition normative.

« Un fait minéralogique essentiel domine toute la pétrographie des roches magmatiques, c'est l'antagonisme de deux groupes de minéraux » (A. Lacroix) qui diffèrent par leur couleur et leur densité : 1. les minéraux clairs ou « coupholites » (ρ < 2,77) : silice et alumino-silicates ; 2. les minéraux colorés ou « barylites » (ρ > 2,77) : silicates ferromagnésiens (ou mafiques), oxydes, etc. La proportion des minéraux colorés définit l'« indice de coloration » (color index), compris entre 0 et 100.

Les minéraux des roches magmatiques sont presque uniquement des silicates : quartz, feldspaths, feldspathoïdes, micas, amphiboles, pyroxènes, péridots, etc., qui coexistent avec des quantités beaucoup plus faibles d'oxydes et de sulfures ; les carbonates sont exceptionnels (sauf dans les carbonatites). Tous ces minéraux ne présentent pas la même importance et l'on distingue des minéraux essentiels, qui servent à définir les cadres de la classification, des minéraux accessoires, accidentels ou secondaires.

En effet, certains minéraux traduisent des caractéristiques fondamentales de la composition chimique. Ainsi, la présence de quartz indique un excès de silice, celle de feldspathoïdes un déficit de silice, par rapport à l'alumine et aux alcalins susceptibles d'entrer dans la constitution de feldspaths ; les pyroxènes et amphiboles sodiques traduisent un excès de sodium (roches peralcalines) et le corindon, un excès d'alumine (roches peralumineuses). Il existe des associations naturelles fréquentes de minéraux, telles que quartz+feldspath alcalin+plagioclase sodique+micas, plagioclase calcique+pyroxènes magnésiens, néphéline+pyroxènes ou amphiboles sodiques ; en revanche, d'autres associations, comme quartz+leucite ou quartz+olivine, sont rares et ces minéraux ne se trouvent jamais en contact ; certains assemblages, comme quartz+néphéline, ne se rencontrent jamais : il y a des minéraux incompatibles.

Tous les minéraux nés au cours d'un même processus de cristallisation, dans une roche, constituent une paragenèse. L'observation montre que les paragenèses ne comportent qu'un nombre réduit de minéraux (de l'ordre de cinq ou six en général), appartenant seulement à quelques espèces minérales fondamentales, et suivant un nombre limité d'associations fréquentes, ce qui permet de définir des types pétrographiques. La nature et les proportions des minéraux constituant les paragenèses varient suivant les types pétrographiques, et c'est la base principale de la classification.

La composition minéralogique des roches magmatiques obéit donc à des règles, conséquences des lois physiques qui commandent la cristallisation et l'évolution des magmas. Il s'agit en premier lieu des lois de la thermodynamique, en particulier de la Règle des Phases qui définit les paragenèses possibles selon la composition, la température et la pression ; mais les caractères et les rapports mutuels des minéraux sont sous la dépendance des lois de la cristallogenèse.

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Cycle des roches

Cycle des roches
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Roches magmatiques : composition

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Roches magmatiques : classification

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Écrit par :

  • : professeur émérite à l'université de Toulouse-III-Paul-Sabatier

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Pour citer l’article

Maurice LELUBRE, « ROCHES (Classification) - Roches magmatiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-classification-roches-magmatiques/