Le volcanisme est une formation en dessous de la surface avec une arrivée en surface.
Le plutonisme est une formation en dessous, mais qui reste en profondeur.
Ces roches se forment par fusion de « pains fondus ». Les cristallisations correspondent à certaines conditions de température et de pression. Les études de ces roches renseignent sur les conditions de température et de pression dans couches externes de la Terre.
1\ Composition chimique et minéralogique.
Les roches magmatiques sont essentiellement constituées de silicates : quartz, feldspaths, feldspathoïdes, minéraux colorés contenant du fer et du magnésium.
- Les roches plutoniques.
Ces roches sont généralement plus riches en silice que les roches volcaniques. En effet, la silice va s’associer à Al, K, Na. Les minéraux colorés (Fe, Mg) y sont relativement rares.
- Les roches volcaniques (généralement, les basaltes).
Ces roches sont riches en Ca, Fe et Mg. Elles sont fortement pourvues de minéraux colorés et pauvres en silicates (quartz, feldspaths…).
Les roches plutoniques sont plutôt claires et légères alors que les roches volcaniques sont plutôt sombres et lourdes.
2\ Classification des roches magmatiques (Streckeïsen).
Principe :
Les minéraux fondamentaux sont les feldspaths, le quartz et/ou les feldspathoïdes. Les minéraux secondaires sont l’olivine, le pyroxène et le mica.
On parle alors de roches quartzo feldspathiques / feldspathiques / feldspathoïdiques.
La classification :
Il y a deux grandes classes de roches magmatiques : A et B.
Les roches A : elles ont des minéraux clairs comme les feldspaths, le quartz ou les feldspathoïdes.
Les roches B : elles ont peu de feldspathoïdes, plus de 90% de minéraux colorés (mafite), des péridots et des pyroxènes.
Les roches A sont des leucocrates, les B sont des mélanocrates. Selon la teneur en olivine et en pyroxène, on aura : des péridotites (plus d’olivine) ; pyroxénites (normal).
Rappel des abréviations :
Qz : quartz ; foïdes : feldspathoïdes ; feld : feldspaths.
Pour la classe A :
- l’ordre : % de (Qz ou foïdes) / [ (Qz ou foïdes) + feld ]
Il y a 5 sous-ordres :
- 1les roches hyperquartzeuses (+ de 60% de Qz)
- 2les roches quartzofeldspathiques : 20% < Qz < 60%
- 3les roches feldspathiques ; pour elles, il y a deux possibilités : 0% < Qz < 20% OU 0 < foïdes < 10%
- 4les roches feldspatho-feldspathoïdiques : 10% < foïdes < 60%
- 560% < foïdes < 100% : les roches feldspathoïdiques
On peut aussi définir des groupes de roches. Pour cela, on utilise la formule suivante :
% de ( P ) / [ F x (A+P) ] .
3\ Texture des roches magmatiques.
Texture des roches magmatiques
Section d'un stratovolcan
On a un pôle grenu (pour les roches plutoniques) et un pôle microlithique (roche volcanique).
Les roches volcaniques :
La lave arrive en surface et refroidie brutalement. Elle va se figer en un matériau vitreux (exemples : la pierre ponce, l’obsidienne, le pechtein du cantal). Quand le refroidissement est un peu plus lent, les cristaux ont le temps de se former et il apparaît des microlithes de plagioclase dans un fond (une matrice) vitreux : c’est la texture microlithique.
Le plus souvent, la cristallisation est commencée avant l’épanchement. Dans ce cas, il va y avoir des gros cristaux automorphes qui sont englobés dans un fond microlithique et vitreux : c’est une texture microlithique porphyrique (ce qui est différent de la texture trachytique).
Si le refroidissement est ménagé (long), c’est une texture trachytique qui sera observée.
Les roches plutoniques.
La cristallisation est complète, possible seulement en profondeur : on aura une texture grenue (les cristaux iront la taille d’un grain). Les cristaux de quartz sont xénomorphes (ils bouchent les trous).
Quand la taille des cristaux est grande (supérieure à 1 centimètre), on parle de structure grenue porphyrique.
La texture grenue à grains fins est dite texture aplitique.
La texture grenue à gros cristaux est dite texture pegmatitique.
La texture microgrenue est sans microlithe mais avec des microcristaux (elle est caractéristique des roches hypovolcaniques).
4\ Structure des roches magmatiques.
La structure d’une roche dépend de son mode de formation. La structure est essentiellement un agencement géométrique. La structure fluidale est révélatrice d’un écoulement des magmas.
a\ Les laves volcaniques.
Formations volcaniques
Au milieu, on a une structure fluidale. La surface est liée au refroidissement et à l’écoulement : on a donc des bourrelets refroidis, ce qui donne une structure cordée.
Les bulles de gaz à la surface provoquent la formation d’une mousse, les ponces, qui marquent un dégazage (c’est une structure vacuolaire).
Les cristaux déjà formés tombent et donnent des cumulas : c’est une structure primaire, liée à la formation de la roche.
La structure secondaire est liée au refroidissement : il va y avoir des figures de rétraction qui apparaissent (fissures, fentes) : c’est une structure prismée. Les fentes sont appelées des « joints ». Cette structure est d’autant plus régulière que la roche est pauvre en silice. Dans une rhyolite, les prismes sont mal définis. Dans un trachyte, on voit des prismes et là où on les voit le mieux, c’est dans les basaltes. En général, les prismes sont perpendiculaires à la base de la coulée.
Quand la coulée de lave se fait dans l’eau, la structure est dite en coussin (pillow lava), c’est une structure caractéristique. Il y a une différence flagrante entre le centre et la périphérie. Le centre est un peu mieux cristallisé que ne l’est l’extérieur (verre).
b\ Les roches plutoniques.
Il y a absence de disposition géométrique (structure équante) : la disposition des grains est homogène.
La fluidalité est due à la mise en place de courants de convection.
Des structures de rétraction peuvent être observées : joints verticaux, joints horizontaux…
5\ Mode de gisement.
L’étude de ces modes de gisement est complexe.
Le mode de gisement dépend de la nature des magmas. Un magma pauvre en silice (basique) va être fluide alors qu’un magma riche en silice (acide) est visqueux.
a\ Cas d’un volcan.
Il existe deux types majeurs d’éruption :
- Eruption effusive.
Le mécanisme est basaltique avec des grands volcans très plats.
- Eruption explosive.
Il y aura ici formation d’un bouchon (une aiguille). Quand la pression des gaz est trop forte le bouchon va être pulvérisé en débris (provoque alors des nuées ardentes). Les nuées ardentes déferlent à des vitesses variables et donnent naissance à des ignimbrites.
b\ Les plutons.
La forme dépend de la nature du magma. Un magma granitique, en profondeur, aura des contours diffus (une forme quelconque).
Les massifs à contours nets permettent la formation de plutons intrusifs à formation annulaire.
Les sill : ce sont des laves qui donneront des roches à texture microgrenue.