Roche magmatique

Quartz fumé & granite

Granite

Rhyolite

Eilat (Israël)

Microgranite

Eilat (Israël)

Granite

Eilat (Israël)

Les roches magmatiques (appelées aussi roches ignées) se forment quand un magma se solidifie en se refroidissant. Le magma est une roche fondue qui contient des gaz dissous, une espèce de soupe bouillante formée d'atomes en agitation (haute température). Ce magma vient des profondeurs de la Terre où il est soumis à une grande pression. Lorsque le magma se refroidit, les atomes perdent leur agitation et peuvent s'assembler pour former des structures figées plus ou moins stables: les minéraux.

Les roches volcaniques (ou effusives) se sont formées très rapidement à la surface de la Terre. Elles ont une structure vitreuse ou microcristalline (petits cristaux).

Les roches plutoniques (ou "roches de profondeur") se sont formées en se refroidissant très lentement dans les profondeurs de la Terre. Elles ont une structure grenue avec des cristaux bien visibles.

Les roches filoniennes (ou "roches de semi-profondeur") ont une structure intermédiaire, microgrenue. Les cristaux sont minuscules. Le temps de refroidissement de la roche dépend de la différence de température entre le magma et la roche environnante (dite roche encaissante). Ces roches se sont formées lorsque le magma s'est figé en remontant dans des fissures sous forme de filons (d'où leur nom).

1.

2.

3.

On peut classer les roches magmatiques selon leur mode de formation:

La chambre magmatique est un réservoir de magma. Le magma se différencie: les cristaux les plus réfractaires cristallisent et tombent au fond, les gaz s'échappent, des morceaux de roches environnantes sont arrachés et incorporés au magma.

panache de fumées et de gaz volcaniques

( oxydes volatils comme H2O, CO2 , SO2 ,

et H2S , HCl ,... )

retombées de cendres, de lapilli et de bombes

Un filon

Le cratère

La cheminée

une coulée de lave: refroidissement rapide donc petits cristaux.

un volcan en coupe

Généralités

Classification des roches magmatiques

Lorsque les minéraux sont invisibles, il ne reste que l’analyse chimique pour identifier les roches.

La teinte de la roche donne grossièrement une indication sur sa composition chimique.

Identification

Ce n'est pas toujours facile de reconnaître une roche magmatique. Dans le meilleur des cas on peut voir les cristaux dont elle est constituée.

Dans ce granite rose on voit très clairement les 3 sortes de cristaux qui constituent la roche:

Feldspath, rose et opaque

Quartz, gris et translucide

Mica, noir

Mais parfois les cristaux n'ont pas eu assez de temps pour se développer et on ne peut les voir qu'au microscope. Certaines roches se sont même refroidies si vite que le magma s'est figé sous la forme d'un verre volcanique. Dans un verre, les atomes ne sont pas aussi bien rangés que dans un cristal. Quand le magma se solidifie dans cet état désordonné, on dit qu'il est amorphe (du grec qui signifie «sans-forme»)

Cette obsidienne (Lipari, Italie) est née d’un magma qui n’a pas eu le temps de cristalliser: sa structure est amorphe. C’est un verre volcanique.

On remarque la cassure caractéristique (conchoïdale) des verres aussi bien naturels qu’artificiels (ci-dessous un éclat de verre de bouteille).

cassure conchoïdale

Une roche sombre (mélanocrate) est formée en majorité de minéraux sombres comme les pyroxènes, les amphiboles, ...

Elle est riche en fer (Fe)

magnésium (Mg)

Une roche claire (leucocrate) est formée en majorité de minéraux clairs comme la silice, les feldspaths, ...

Elle est riche en silicium (Si)

et en aluminium (Al)

Carbonatite

Badberg, Kaiserstuhl (Allemagne)

Paysage volcanique

La structure de la roche qui se forme dépend de la composition chimique du magma et des conditions de température et de pression qui règnent dans le magma.

Si le refroidissement est lent, les minéraux constituant la roche ont eu tout le temps de former des gros cristaux aux formes géométriques caractéristiques.

Plus le refroidissement est rapide et plus les cristaux sont petits. Lors d'un refroidissement ultra rapide les cristaux n'ont même pas le temps de se former. De même, dans un magma visqueux, les atomes ont de la peine à migrer pour s’assembler en cristaux: ils se figent dans un solide amorphe ("sans forme"): c'est un verre volcanique.

Musée des roches magmatiques

Péridotite

Adri,Gerona (Espagne)

Paysages magmatiques

Orgues basaltiques, Skjalfandafljot (Islande)

Orgues basaltiques, Isle of Staffa (Ecosse)

Sable basaltique, plage de Vik (Islande)

Orgues basaltiques, Kilt Rock, Isle of Skye (Ecosse)

vraie colonnade

grands prismes réguliers

fausse colonnade

prismes fins et irréguliers

vraie colonnade

grands prismes réguliers. Refroidissement lent par conduction au contact de la base.

fausse colonnade

prismes fins et irréguliers.

Refroidissement rapide au contact de l’air

Lorsque le magma basaltique, homogène, se refroidit, la roche se fracture en formant des prismes réguliers. L’érosion a détruit les colonnes: il ne reste que leur base.

Volcan Arenal (Costa Rica)

Lave andésitique, Arenal (Costa Rica)

phénocristal d’amphibole

Structure de la Terre

Granite

Beaujolais (France)

cristaux de pyroxène

lapilli

Lapilli

Etna, Sicile (Italie)

Bombe volcanique

Etna, Sicile (Italie)

Porphyre cuprifère

Mine de Chuquimata (Chili)

Stromboli, Iles Eoliennes (Italie)

Vulcano

Obsidienne

Lipari (Italie)

Pierre ponce

Lipari (Italie)

Drakensberg (Afrique du Sud)

cassure caractéristique (conchoïdale)

des verres aussi bien naturels ...

... qu’artificiels (éclat de verre de bouteille)

Obsidienne

Roche volcanique

Lave très rapidement refroidie, elle n’a pas eu le temps de cristalliser: sa structure est amorphe. C’est un verre volcanique.

Lipari (Italie)

Granite

Roche plutonique

Pontresina, Engadine (Suisse)

Gabbro

Roche plutonique

Black Cuillins, Loch Coruisk, Skye (Ecosse)

Pierre ponce

Roche volcanique

Lave riche en gaz rapidement refroidie.

De densité < 1, elle flotte sur l’eau

Lipari (Italie)

Granite poli

Roche magmatique

La surface polie augmente le contraste entre les différents minéraux.

Granite de Thannenkirch

Roche plutonique

Les cristaux de feldspath potassiques géants

(en rose) sont agencés selon des

structures de fluidalité.

Kintzheim, Alsace (France)

Basalte vacuolé

Roche volcanique

Lave riche en bulles de gaz, minéralisation.

Old Man of Storr, Isle of Skye (Ecosse)

Mousse volcanique

Roche volcanique

Lave riche en gaz rapidement refroidie.

De densité < 1, elle flotte sur l’eau

Vulcanello, Vulcano (Italie)

Granite

Roche plutonique

Volcanisme tertiaire

Fionnphort, Isle of Mull (Ecosse)

Granite

Roche plutonique

Phonolite à Wollastonite

Roche magmatique effusive

La phonolite est l’équivalent de surface de la syénite néphélinique. Elle doit son nom (“pierre-qui-sonne”) à ses qualités acoustiques.

Kaiserstuhl (Allemagne)

Trachy-andésite

avec cristaux de sanidine KAlSi3O8

Puy de Sancy, Auvergne (France)

Coupe à travers un dépôt de cendres et de scorie

volcan de Lamptégy (Massif Central, France)

Bombe volcanique en forme de fuseau, Lamptégy (Massif Central, France)

bombe volcanique fusiforme (en forme de fuseau)

Etna (Italie)

protection illusoire !

un paquet de lave relativement visqueux est projeté en tournant sur lui-même ce qui lui donne cette forme de fuseau. Il garde cette forme en s’écrasant au sol.

Bombe «en bouse de vache»

Le magma fluide (peu visqueux) est envoyé en l’air et retombe: splach !

Bombe «en bouse de vache», Etna (Italie)

Le magma fluide (peu visqueux) est envoyé en l’air et retombe: splach !

Le magma projeté sous forme de goutelettes se refroidit en l’air avant de retomber sous forme de cendres (poussière fine) ou de lapilli (scories entre 2 et 64 mm de diamètre).

cristaux de pyroxène

lapilli

Gabbro

Lyngenseidet (Norvège)

Coulée de basalte

Le magma chaud et fluide s’écoule en surface

Larwickite

Carreau scié, surface lisse

Obsidienne

Structure fluidale

Lipari (Italie)

surface polie

Le Massif Central (France)

Le paysage vu du Puy de Dôme montre une succession de volcans éteints.

le Puy de Dôme

cratère du Puy Pariou

Un volcan «à ciel ouvert» _ Lemptégy, Massif Central (France)

Le Lemptégy a été éventré pour en extraire la pouzzolane. Il est aujourd’hui un musée qui permet de voir l’intérieur d’un volcan et de reconnaître une cheminée, des dykes, des coulées et des dpôts de scories.