Atlas de Gc3a9ologie-Pc3a9trologie Bcpst 1re Et 2e Ann

7/22/2019 Atlas de Gc3a9ologie-Pc3a9trologie Bcpst 1re Et 2e Ann

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ATLAS de GOLOGIEPTROLOGIE

Jean-Franois Beaux

Jean-Franois Fogelgesang

Philippe Agard

Valrie Boutin


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Dunod, Paris, 2011ISBN 978-2-10-056935-9

Sauf indication contraire, toutes les photos, illustrations et figures sontla proprit des auteurs.Les donnes des tableaux des pages 30 44 sont des analyses adaptesde J. Lameyre, Roches et minraux, Doin ditions, 1975 et M. G. Bestet E. H. Christiansen, Igneous Petrology, Blackwell Science, 2001.


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Table des matires

Prface 5

MinrauxFiche 1 Le quartz 6Fiche 2 Les feldspaths 8

Fiche 3 Les micas : biotite et muscovite 10Fiche 4 Les amphiboles 12Fiche 5 Les pyroxnes 14Fiche 6 Les olivines 16Fiche 7 Les silicates dalumine (I) : Landalousite et la sillimanite 18Fiche 8 Les silicates dalumine (II) : Le disthne et la staurotide 20Fiche 9 Les grenats et la chlorite 22Fiche 10 La calcite et les pidotes 24

Roches mantelliques et magmatiquesFiche 11 Classification des roches magmatiqueset mantelliques(I) 26Fiche 12 Classification des roches magmatiques et mantelliques (II) 28Fiche 13 Les basaltes tholiitiques et alcalins 30Fiche 14 Les gabbros 32Fiche 15 Les andsites 34Fiche 16 Les granodiorites 36Fiche 17 Les trachytes 38Fiche 18 Les rhyolites 40Fiche 19 Les granites 42Fiche 20 Les pridotites 44

Fiche 21 Les enclaves dans les roches magmatiques 46Fiche 22 Les contacts entre roches magmatiqueset encaissantet entre roches magmatiques 48

Fiche 23 Roches plutoniques et ordre de cristallisation 50Fiche 24 Plagioclases zons et cristallisation 52

Roches sdimentairesFiche 25 Classification des roches sdimentaires (I) 54Fiche 26 Classification des roches sdimentaires (II) 56Fiche 27 Les conglomrats : brches et poudingues 58Fiche 28 Les grs 60Fiche 29 Les marnes et les argilites 62Fiche 30 Les calcaires coralliens ; les calcaires stromatolithes 64Fiche 31 Les calcaires coquilliers 66Fiche 32 Les calcaires oolithiques ; les calcaires Nummulites 68Fiche 33 Les calcaires plagiques (calcaires planctoniques) 70Fiche 34 Les vaporites 72Fiche 35 Les figures sdimentaires (I) : Stratification et litages 74Fiche 36 Les figures sdimentaires (II) : Rides symtriques et asymtriques 77Fiche 37 Les figures sdimentaires (III) 78


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Roches et dformationsFiche 38 Analyse de la dformation : gnralits 80Fiche 39 Lanalyse de dformations cassantes 82Fiche 40 La dformation cassante : des marqueurs du mouvement 84Fiche 41 Schistosits, linations, plan XZ 86Fiche 42 La dformation ductile et les structures associes au cisaillement 88

Fiche 43 Le sens de cisaillement et les structures C/S 90Roches mtamorphiquesFiche 44 Les informations des roches mtamorphiques 92Fiche 45 Les schistes ardoisiers et sriciteux 94Fiche 46 Les micaschistes 96Fiche 47 Les gneiss : orthogneiss et paragneiss 98Fiche 48 Les migmatites ou anatexites 100Fiche 49 Les cornennes et le mtamorphisme de contact 102Fiche 50 Les amphibolites 104Fiche 51 Les schistes bleus 106Fiche 52 Les clogites 108Fiche 53 Les transformations successives dune mtabasite ; le chemin (P,T,t) 110Fiche 54 Les transformations successives dune mtaplite ; le chemin (P,T,t) 112Fiche 55 Les transformations successives dune quartzite grenat et cosite : le chemin (P,T,t) 114

Cortge de roches et histoireFiche 56 Les complexes ophiolitiques 116Fiche 57 Les sries magmatiques 118Fiche 58 Les facis sdimentaires et la reconstitution palogographique 120Fiche 59 Les roches et les discordances 122

Fiche 60 Les figures sdimentaires au sein du flysch (I) 124Fiche 61 Les figures sdimentaires au sein du flysch (II) 126Fiche 62 La dtermination dun gradient mtamorphique (I) :

Exemple des mtaplites 128Fiche 63 La dtermination dun gradient mtamorphique (II) :

Exemple des mtabasites alpines 130

Mthodes dtudeFiche 64 Lanalyse dune roche lchelle macroscopique 132Fiche 65 Le microscope polarisant et lanalyse des lames minces 134

Fiche 66 La confection dune lame mince de roche 136 Cl de dtermination (I) du type de roche

partir dun examen macroscopique 138 Cl de dtermination (II) des roches mantelliques et magmatiques

partir dun examen macroscopique 139 Cl de dtermination (III) des roches sdimentaires

partir dun examen macroscopique 140 Cl de dtermination (IV) des roches mtamorphiques

partir dun examen macroscopique 141 Index 142

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Prface

Cet Atlas de Ptrographie sadresse en premier lieu tous les tudiants engags en cursus de licence lUniversit ou dans les classes prparatoires aux grandes coles biologiques et gologiques (classes BCPSTet TB). Construit sous forme de fiches en double pageet abondamment illustr, cet ouvrage offre une

vision synthtique sur un ensemble de minraux et de roches magmatiques, mtamorphiques etsdimentaires, frquemment rencontrs et dont la reconnaissance fait lobjet des programmes des classes

prparatoires. Des cls de dterminationplaces en fin douvrage en facilitent la diagnose.En relation avec les programmes, dautres aspects ptrologiques sont galement abords, visant intgrerles observations effectues dans la reconstitution de lhistoiredes roches et dansla comprhension desphnomnes gologiques qui les ont affectes. Ainsi sont analyses les principales figures de dforma-tionsobserves lchelle de lchantillon. Des cortges de roches, srie ophiolitique, srie magmatiqueou ensembles mtamorphiques rgionaux, sont galement prsents pour en discuter la signification.Des fiches mthodologiquespermettent le rappel de quelques outils et techniques simples dobservationet danalyse.

Chaque fiche associe une page de photographies, ventuellement accompagnes de schmas, une pagede texte explicatif et comprend selon les cas :

Des photographies dchantillons macroscopiques: les exemples retenus, loin dtre exhaustifs,sont volontairement classiques de manire permettre ltudiant de retrouver ceux tudis ensances de travaux pratiques et en garantir une rvision aise.

Des photographies de lames minces en lumire polarise non analyse (LPNA) et en lumirepolarise analyse (LPA)qui compltent lanalyse macroscopique et permettent de prciser ou deconfirmer la nature de certaines phases minrales. Ne sont fournies ici que quelques bases de lana-lyse au microscope polarisant de manire guider ltudiant dans lexamen autonome de lamesminces. Un soin particulier a t port aux lgendes et aux annotations des photographies de faon souligner en quelques mots les caractres essentiels didentificationet permettre la comprhen-sion de la page de photographies, indpendamment du texte.

Un texte explicatif : celui-ci comporte en gnral deux parties. La premire est une diagnoseraisonne montrant comment accder lidentification de la nature du minral ou de la roche.La seconde fournit des enseignements complmentaires, pour donner du sens aux observationsralises et dvelopper la rflexion et lapplication des connaissances : ces enseignements concer-nent selon les cas la composition chimique des roches, alors mise en relation avec la compositionminralogique, les modes de gisements des matriaux observs ou encore leur origine. Quelquesanalyses gochimiques ou le rappel de schmas classiques (diagramme des facis mtamorphiques,localisation des environnements sdimentaires, position des sries magmatiques) permettentdasseoir la solidit des dmarches.

Cette approche, fruit de lexprience des auteurs, rpond ainsi un triple souci, pour une meilleure

acquisition des comptences en gologie et pour rpondre aux attentes de tout examinateur : (1) dvelop-per le sens de lobservation et exprimer les observations laide dun vocabulaire appropri, (2) laborerune synthse raisonne destine identifier le minral ou la roche, (3) tirer parti des observations sur leplan de la gense, de lhistoire dune roche, et faire le lien avec les informations pertinentes relevant descours de gologie.

Cest donc lacquisition de ces connaissances et de ces comptences que nous vous convions mainte-nant, dans le cadre du cycle Licence mais aussi au-del, pour tous ceux qui sont tents par les concoursde recrutement ou de promotion de professeurs (Agrgations et CAPES externes et internes), ou simple-ment dsireux de mieux comprendre le monde minral.


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Le quartz [MINRAUX


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Caractres gnraux

Caractres macroscopiques

Le quartz a pour formule chimique SiO2. Il peut sobserver aisment en masse lorsquil forme des godes (photo 1)

dans certaines roches, avec des cristaux bien dvelopps (photo 2). Le cristal de roche ou quartz hyalin correspond des cristaux incolores (photo 2). Mais de nombreuses varits sont colores du fait dimpurets, lexemple duquartz violet ou amthyste(traces de Mn et de Fe3+) (photo 1). Le quartz peut galement constituer desveinesau sein de formations varies (photo 3).

Dans les roches, le quartz forme gnralement des cristaux de petite taille. Ceux-ci sont incolores gristres, lim-pides, avec un aspect de gros sel (photo 4). Lclat est gras, vitreux, et la cassure conchodale. Sa duret est de 7 :il raie lacier et le verre. Le quartz est un minral trs peu altrable.

Caractres microscopiques En LPNA(photo 5), le quartzapparat sous forme de plages trs limpides, ne prsentant ni macles, ni

clivages, ni traces daltration. Son relief est faible ce qui rend ces plages quasiment invisibles en lame mince.Les cristauxsont le plus souvent xnomorphes, en sections de petite taille sans forme dfinie. Certainesroches comme les rhyolites peuvent cependant montrer des cristaux presque automorphes.

En LPA(photo 6), le quartz a une birfringence faible,avec des teintes de polarisation dans les blancs oules gris. Certains cristaux peuvent montrer une extinction roulante qui atteste de dformations.

Enseignements complmentaires

Particularits Distinction quartz/feldspaths :Dans de nombreuses roches, le quartz coexiste avec des feldspaths. Tous

ces minraux ont en commun dtre incolores en LPNA, davoir un relief faible nul et de polariser dans

des teintes blanches grises (photos 5 et6). Toutefois : en masse, le quartz ressemble du gros sel, les feldspaths tant souvent blancs ou roses (photo 4) ; le quartz est le plus frquemment xnomorphe alors que les feldspaths sont souvent en cristaux auto-

morphes ; les sections limpides du quartz se distinguent des sections de feldspaths alcalins frquemmentpoussireuses du fait de leur altrabilit ; les feldspaths prsentent des macles et des clivages, ce que nepossde pas le quartz.

Signification des compositions chimiques :Les roches magmatiques sont essentiellement constitues deminraux silicats et le principal oxyde donn dans lanalyse est toujours SiO

2. Il faut bien comprendre que

cette silice obtenue dans lanalyse est la somme de la silice de lensemble des minraux silicats. Le quartzcorrespond alors la seulesilice libre, non combine. Il ne sera prsent que lorsque la quantit de silicetotale excde la quantit qui peut se combiner avec tous les autres lments. Cest la signification du terme satur en silice. Une roche magmatique nexprime du quartz que lorsque son pourcentage de silicedpasse une certaine valeur, de lordre de 50 55 % de SiO

2 lanalyse.

Gisements

Le quartz est un minral trs frquent dans les roches magmatiques, mtamorphiquesou sdimentaires. Ilcaractrise les roches magmatiques satures en silice (granites, rhyolites). Dans les roches mtamorphiques, dufait de sa stabilit sur un large domaine de pression et de temprature, il peut constituer des minraux initiaux oursulter de recristallisations partir de silice libre par dautres ractions. Peu altrable, il est aussi abondant dansles roches sdimentaires dtritiques (grs siliceux).

Le quartz[MINRAUX]


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2 [MINRAUXLes feldspaths


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2[MINRAUX]

Caractres gnraux

Les feldspaths correspondent un ensemble de minraux formant deux sries entre trois ples majeurs quisont : KAlSi

3O

8, NaAlSi

3O

8et CaAl

2Si

2O

8. Ces trois ples sont respectivement reprsents par lorthoseou la

sanidine(feldspath potassique des roches volcaniques), lalbiteet lanorthite. La srie entre les ples potas-

sique et sodique dfinit les feldspaths alcalins, la srie entre les ples sodique et calcique, les plagioclases.Toutes les compositions existent entre albite et anorthite, les plagioclases constituant un bon exemple de sys-tme binaire solution solide. On peut ainsi dfinir un plagioclase par sa teneur en constituant anorthitique,noteAn: An0 dsigne lalbite, An100, lanorthite. An > 50 qualifie un plagioclase plus proche de la compo-sition de lanorthite que de celle de lalbite.


Les feldspaths sont des minraux clairs(photo 1). Ils apparaissent frquemment en cristaux automorphes de cou-leurblanche. Les feldspaths alcalins de type orthose peuvent tre rosesalors que les plagioclases prennent parfoisdes teintes verdtres lorsquils sont altrs. Lclat des feldspaths est plus ou moins vitreux et leur duret est de 6 ;

ils rayentdonc lacier. Ils montrent par ailleurs des plans de clivage reconnaissables par leur clat.Les feldspaths alcalins de type orthose ou sanidine (feldspath alcalin des roches volcaniques) sont souvent caract-riss par une macle de Carlsbad, repre par lclat diffrent des deux cristaux associs (photo 2).

Caractres microscopiques En LPNA(photos 3 et 5), les feldspaths sont incoloreset leur relief est faible. Ils prsentent souvent un

aspect poussireuxou mouchet qui traduit leur altrabilit. En LPA(photos 4 et6), les feldspaths prsentent toujours une birfringence faibledonnant des teintes ne

dpassant pas les gris clairs blancs. Les feldspaths alcalins de type orthose peuvent montrer des macles deCarlsbadassociant deux cristaux (photo 4). Les plagioclases sidentifient leurs macles polysynthtiques(photo 6), formes de cristaux rpts et lorigine de laspect typique en rayures. Les cristaux de plagio-clases sont parfois zons.


Particularits La position de lalbite: les feldspaths alcalins sont les feldspaths renfermant les lments alcalins sodium

ou potassium. Lalbite, ple sodique, appartient ainsi la srie des feldspaths alcalins et la srie des pla-gioclases. Ds que la composition scarte du ple sodique vers le ple calcique, les feldspaths se rattachentexclusivement la srie des plagioclases.

Les perthites: dans certains granites, il est possible que les cristaux dorthose montrent en LPA des plages

parallles, reprables leur relief lgrement diffrent. Toutes ces plages prsentent une mme teinte depolarisation, diffrente de celle du cristal-hte, car elles sont constitues par lalbite et sont incluses danslorthose. Ces associations dalbite et de feldspath potassique sont des perthites (voirfiche 19,photo 5).

Gisements

Les feldspaths sont des minraux prsents dans presque toutes les roches magmatiques : les plagioclases prochesdu ple calcique(anorthite) se rencontrent dans les roches basiques de type basalte ou gabbro. Les facis plusdiffrencis (diorite, andsite) renferment des plagioclases de composition intermdiaire entre ples calcique etsodique. Les feldspaths potassiques(orthose et sanidine) sont abondants dans les granites ou dans les rhyoliteso ils peuvent tre accompagns de plagioclases de type albite.

Les feldspaths


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3 Les micas : biotite et muscovite [MINRAUX

1 mm

1 mm

1 mm

relief moyen

biotite

muscovite

feldspath alcalin

quartz

1 mm 1 mm

teintes de polarisation vives,souvent bleues

aspect moir

aurole noire autour dun cristal de zircon

cristal automorphe plochroque

clivages

Muscovite dans un micaschiste

Biotite dans un granite

LPNA

LPNA

LPA

LPNA LPA

Biotite et muscovite dans un granite 1

2

3

4

5 6


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3[MINRAUX]

Caractres gnraux

Les micas constituent une famille de minraux silicats forms de feuillets 3 couches (2 ttradriques et uneoctadrique) unis par des cations dits interfoliaires . La nature des cations des couches octadriques conduit distinguer :

des micas noirs ferromagnsiens, trioctadriques (avec 3 cations Fe2+ou Mg2+), dont la biotite ; des micas blancs alumineux, dioctadriques (avec 2 cations Al3+), dont la muscovite.

Lune de leurs caractristiques communes est de contenir des ions OH: ce sont des minraux hydroxyls.


Les micas ont un aspect nacr, un clat brillant, souvent mtallique. La biotite(photo 1)apparat sous forme depaillettes dun noir brillant alors que la muscovite (photo 1) constitue des cristaux transparents reflets argents.La muscovitepeut se dvelopper en cristaux de grande taille qui se dbitent alors aisment en lamelles transpa-rentes, rsultant dun clivage parfait entre les feuillets.

Caractres microscopiques En LPNA(photos 2 et3), la biotite apparat sous forme de cristaux allongs automorphes, de couleur brune

et montrant un fort plochrosme dans les bruns sombres ou les bruns verdtres. Le relief est moyen. Lescristaux bruns peuvent prsenter des traces daltration sous forme de plages dun vert plus ple et dun reliefmoindre, correspondant au dveloppement de chlorite. La muscovite (photo 5) est incolore ; elle formedes cristaux allongs automorphes de relief moyen qui ne prsentent pas de traces daltration. Les sectionsallonges de biotite (photos 2et 3) et de muscovite portent gnralement la trace dun clivage net.

En LPA(photo 4), la birfringence de la biotite est leve mais les teintes de polarisation sont plus ou moinsmasques par la teinte propre du minral. Les cristaux peuvent prsenter des teintes lgrement chatoyantes,plus ou moins irises (aspect moir des cristaux, photo 4). Laltration en chlorite se traduit par une diminu-

tion de la birfringence. La birfringence de la muscovite est leve (photo 6), avec des teintes vives, souventdans les bleus, et un aspect moir. Lextinction est droite, se produisant lorsque le clivage est contenu dansle plan de polarisation de la lumire.


Particularits

Les inclusions de zircon (photo 2) : Les cristaux de biotite sont souvent riches en petites inclusions de zircon(silicate de zirconium). Ce minral contient de luranium dont la dsintgration radioactive est lorigine dau-roles noires (souvent appeles halos plochroques)affectant la biotite.

GisementsLa biotite est un minral trs commun des roches magmatiques et mtamorphiques. Elle sobserve surtoutdans les roches magmatiques diffrencies (granites) et intermdiaires (granodiorites, trachytes). Elle est trsabondante dans les roches mtamorphiques de type micaschistes ou gneiss, roches se rattachant la squenceargileuse (roche initiale : argilite) ou arnace (roche initiale : grsargileux).

Du fait de sa composition alumineuse, la muscoviteest frquente dans certains granitesriches en aluminium.Elle peut y tre le seul mica ou se trouver associe la biotite. Elle accompagne celle-ci dans les roches mtamor-phiquesissues dargilites ou de grs argileux comme les micaschistes et les gneiss. Peu altrable, la muscovite peutaussi se rencontrer dans les roches sdimentaires dtritiques.

Les micas : biotite et muscovite


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4 Les amphiboles [MINRAUX

LPNA LPA

LPNA LPA

Amphiboles dans une andsite Amphiboles dans un schiste bleu

Amphiboles en sections basale et longitudinale dans une andsite

Biotite et amphibole dans une andsite

amphibole (ici glaucophane)en cristaux en aiguilles (aciculaires)amphiboles

section basale damphibole :2 clivages 120

0,5 mm

0,5 mm0,5 mm

section longitudinaledamphibole

biotite : section aspect moir ; un clivage

amphibole en section longitudinale :un clivage ; pas daspect moir

feldspaths ptepidote

(couleur verte)

0,5 mm

1 2

3 4

5 6


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4[MINRAUX]

Caractres gnraux

Les amphiboles constituent un groupe de minraux sombres trs varis. De nombreux cations sont en effet sus-ceptibles dentrer dans leurs rseaux cristallins. Lune de leurs caractristiques communes est de contenir des ionsOH: ce sont des minraux hydroxyls. Il sera utile de distinguer principalement :

le groupe des amphiboles calciques, comprenant notamment les hornblendes (vertes et brunes) et lactinote.Outre le calcium, elles peuvent contenir du magnsium ou du fer.

le groupe des amphiboles sodiques dont le reprsentant le plus courant est la glaucophane (et dans laquellese trouve aussi du magnsium ou du fer).


Ce sont des minraux colors. Ils sont gnralement de couleur noire vert-noir (photo 1). Les amphibolesalcalines sont de couleur bleu-gris. Selon les cas, les phnocristaux peuvent apparatre en tablettes plus ou moinsallonges, en fibres ou en aiguilles (cristaux dits aciculaires) (photo 2). Les clivages sont peu distincts en gnral etla duret est souvent infrieure celle du fer (test lpingle).

Caractres microscopiques En LPNA(photos 3 et 5), les cristaux sont automorphes, dvelopps en prismes ou en aiguilles,et de fort

relief. Ils sont colors avec un plochrosmetrs net et souvent caractristique, de incolore vert pour lesactinotes, dans les teintes vertes pour les hornblendes vertes, dans les teintes brunes pour les hornblendesbrunes (ou hornblendes basaltiques), de incolore mauve ou bleu lavande pour la glaucophane. Lesamphiboles prsentent des clivages : les sections allonges, longitudinales, souvent les plus nombreuses, pr-sentent un seul clivage (photos 3 et5). Certaines sections, perpendiculaires aux sections allonges, montrentdeux clivagesfaisant alors entre eux un angle trs caractristique de 120(photo 3).

En LPA(photos 4 et6), la birfringence est moyenne, avec des teintes souvent moins vives que celles obser-ves dans le cas des pyroxnes. Dans la plupart des amphiboles, lextinction des sections allonges se produit

pour une orientation du cristal oblique par rapport au clivage.


Particularits

Distinction amphiboles/biotite(photos 5 et6).Les sections damphiboles les plus identifiables sont les sectionsbasales que lon recherchera. Des sections allonges damphiboles brunes peuvent parfois se confondre en LPNAavec la biotite ; elles sen distinguent en LPA par leurs teintes de polarisation non moires par opposition cellesdes biotites.

Gisements

Les amphiboles sont communes dans les roches magmatiques. Parmi la diversit de leurs gisements, on retien-dra les hornblendes brunes, frquentes dans les basaltes et surtout les andsites, ou les hornblendes vertesobserves dans les diorites ou certains granites. Du fait de leur composition hydroxyle, leur abondance attestede magmas hydrats, limage de ceux produits dans les environnements de subduction.

Les amphiboles peuvent aussi rsulter de transformationsmtamorphiquesde significations trs diverses : lactinotepeut ainsi se dvelopper en couronnes ractionnelles autour de pyroxnes magmatiques soumis une hydratation. Laglaucophanese dveloppe dans les roches basiques (basaltes et gabbros) soumis aux conditions de haute pression basse temprature des environnements de subduction ; elle fonde la dfinition du facis schistes bleus . La prsencede hornblendes dfinit pour sa part le facis amphibolites de moyenne pression moyenne temprature .

Les amphiboles


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[MINRAUXLes pyroxnes5


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5[MINRAUX]

Caractres gnraux

Les pyroxnes forment un ensemble vari de minraux sombres. Leur systme de cristallisation conduit distin-guer les orthopyroxneset les clinopyroxnes.

Les orthopyroxnessont purement ferromagnsiens,de composition (Fe,Mg)2

Si2

O6

, formant une srie conti-nue entre un ple magnsien et un ple ferreux.

Les clinopyroxnespeuvent tre : calco-ferro-magnsiens(Ca,Fe,Mg)

2Si

2O

6; les principaux sont le diopside (calco-magnsien) ou les augites ;

sodiquesavec notamment la jadite, Na Al Si2O

6, minral du mtamorphisme.


En masse (photo 1), les pyroxnes apparaissent souvent sous forme de cristaux automorphes, de couleur noire(augite), bruntre ou de couleur verte plus ou moins soutenue (diopside). Ils prsentent en cassure frache desclats brillants en lien avec leur clivage et ont une duret de lordre de celle du fer (test lpingle).

Caractres microscopiques En LPNA (photos 2 et 4), les teintes des pyroxnes sont varies : certains sont incoloresmais dautres

donnent des sections bruntres ou brun-vert avec un plochrosmeimportant (les sections ne sont doncpas toutes de la mme couleur) ; le relief est moyen fort. Les pyroxnes prsentent plusieurs clivages : laplupart des sections montrent un seul clivage mais seules certainesprsentent lintersection de deux cli-

vages orthogonaux, bien caractristiques des pyroxnes (photo 2). Les clinopyroxnes peuvent comporterdes macles. Les cristaux sont parfois zons.

En LPA(photos 3 et 5), les pyroxnes ont une birfringence leve, lorigine de teintes vives de polari-sation; les clinopyroxnes ont une birfringence plus leve que celle des orthopyroxnes, dont les teintesrestent moins vives.


Particularits Distinction pyroxnes/olivines(photos 4 et5) : en LPNA, les pyroxnes apparaissent sous forme de cris-

taux souvent automorphes en sections allonges, lgrement colores et clivages nets. Les cristaux dolivinesen distinguent par leur caractre peu color, globuleux et la prsence de cassures trs marques.

Signification gochimique des pyroxnes : la composition chimique des pyroxnes peut scrire sousforme molaire, par exemple pour un orthopyroxne magnsien : 2MgO, 2SiO

2; sous la mme forme, une

olivine scrirait : 2 MgO, SiO2; dans un pyroxne, davantage de silice est ainsi associe une mme quan-

tit de magnsie ; les pyroxnes sont donc des minraux plus siliceux que les olivines.

Gisements

Les orthopyroxnes, alors magnsiens, sobservent principalement dans les roches ultrabasiques(en associationavec les olivines dans les pridotites), et dans certains gabbros (gabbros tholiitiques).

Les clinopyroxnes calco-ferro-magnsiens (de type augite) sont trs frquents dans les roches basiques(gabbroset basaltes). Certains pyroxnes comme lajaditeou lomphacitetraduisent des conditions mtamorphiques dehaute pression. Lomphacite, de composition intermdiaire entre diopside et jadite, est le pyroxne caractris-tique des clogites.

Les pyroxnes


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[MINRAUXLes olivines6


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6[MINRAUX]

Caractres gnraux

Les olivines(ou pridots) sont des minraux ferromagnsiensde composition (Fe,Mg)2SiO

4, formant une

srie continue entre un ple magnsien, la forstrite(Mg2SiO

4) et un ple ferreux, la fayalite(Fe

2SiO

4). Elles

constituent un bon exemple de systme binaire solution solide. On peut ainsi qualifier une olivine par sa

teneur en composant forstrite : Fo0 correspond ainsi la fayalite. Une olivine dite Fo50 aurait pour compo-sition FeMgSiO

4.


En masse, elles se prsentent sous forme de cristaux de couleur claire, de vert jauntre vert olive (photo 1), et lclat vitreux. Leur duret est suprieure au verre mais la cohsion entre grains est en gnral mdiocre au seindes pridotites.

Caractres microscopiques En LPNA(photo 2), les olivines sont incolores, parfois lgrement jauntres avec un relief moyen fort; elles possdent des cassuresnon rectilignes mais pas de vritables clivages ; elles montrent souvent des traces daltration avec le dveloppement soitdun produit brun-rouge (ap-

pel iddingsite) lorigine de taches rouille (photo 4), soit dun rseau de serpentine; celle-ci se dve-loppe dans les cassures ce qui donne une structure mailleau cristal ; des sections de mmes caractresoptiques et appartenant au mme cristal initial apparaissent alors spares par des mailles de serpentine(photos 5 et6).

En LPA (photo 3), les olivines ont une birfringence leve, lorigine de teintes vives de polarisation.


Particularits Distinction olivines/pyroxnes :en LPNA, les olivinesapparaissent sous forme de cristaux peu colorset globuleux,avec des cassurestrs marques. Elles se distinguent ainsi des pyroxnes, souvent dveloppsen cristaux automorphes sections plus allonges en gnral, plus colorset prsentant des clivages nets.

Signification gochimique des olivines :la composition chimique des olivines peut scrire sous formemolaire, par exemple pour une olivine magnsienne : 2 MgO, SiO

2; sous la mme forme, un orthopy-

roxne scrirait : 2 MgO, 2 SiO2. On note ainsi que, dans une olivine, moins de silice est associe une

mme quantit de magnsie ; les olivinessont donc des minraux moins siliceux que les pyroxnes.

Gisements

Les olivines se rencontrent en abondance dans les roches ultrabasiques (pridotites) o elles sont alors trsmagnsiennes (Fo 80 95). Elles sont souvent bien prserves dans les nodules de pridotitecontenus en enclavesdans certains basaltes. Elles sobservent aussi dans les roches basiques (gabbros et basaltes) avec des compositionsplus variables (entre Fo50 et Fo90).

La serpentineest un minral hydroxyl; elle se dveloppe lorsque les olivines sont soumises une hydratation.Ainsi des olivines transformes en serpentine sobservent frquemment dans les pridotites des complexes ophio-litiques, cette altration rsultant de la percolationde la lithosphre ocanique chaude par des fluides dans leszones proches de la dorsale (on parle de mtamorphisme hydrothermal).

Les olivines sont des minraux pauvres en silice ; de trs rares exceptions pour certaines fayalites, elles ne coexis-tent jamais avec le quartz.

Les olivines


18/1448

[MINRAUXLes silicates dalumine (I)7

LPNA LPNA

LPA LPA

Andalousite dans un schiste tachet Sillimanite dans un gneiss

Sillimanite dans un micaschisteAndalousite dans un schiste tachet

andalousite sillimanite en aiguillesbiotite

section automorphe

souvent carre, incolore

birfringence faible

inclusions noirtres

en croix :

varit chiastolite

sillimanite :cristaux en amasde petits prismes, incolores,

fort relief, birfringence faible

biotite

lit riche en quartz

lit riche en biotite

et en sillimanite : roche folie

0,25 mm

0,25 mm

1 mm

1 mm

lits plitiques stratification initiale

1

3

4

52

6


19/144

7[MINRAUX]

Landalousite et la sillimanite

Caractres gnraux

Les silicates dalumineconstituent un ensemble de trois minraux du mtamorphisme de mme composition

chimique, Al2SiO5, landalousite, la sillimaniteet le disthne (voirfiche 8).Caractres macroscopiques

Landalousiteapparat le plus souvent sous formede cristaux clairs, parfois ross, dvelopps en prismes sectionlosangique ou carre (photo 1).

La sillimaniteforme des cristaux blancs souvent allongs. Ceux-ci se dveloppent en prismes relativement grandsou se prsentent plus frquemment en cristaux de petite taille, allure daiguilles (cristaux dits aciculaires) grou-pes en bouquets (photo 4).

Caractres microscopiques En LPNA, landalousite est gnralement incolore, formant des sections automorphes souvent carres

(photo 2), avec des clivages. Le relief est fort. Les cristaux contiennent parfois des inclusions noirtresqui dessinent une croix suivant les diagonales des sections transversales ce qui dfinit la varit chiastolite(photos 2 et3). La sillimaniteest incolore, avec un fort relief. Les cristaux sobservent parfois en prismesautomorphes de taille plurimillimtrique mais les morphologies les plus habituelles sont en aiguilles depetite taille groupes en bouquets ou en amas de petits prismes (photo 5).

En LPA, landalousite (photo 3) a une birfringence faible, avec des teintes de polarisation basses. La silli-manite (photo 6) a une birfringence un peu plus leve. Les sections de sillimanite sont teintes parallle-ment leur allongement, ainsi que les sections longitudinales dandalousite.


Particularits Andalousite, sillimanite et disthne constituent trois polymorphes des silicates dalumine. Landalousiteest

le polymorphe de basse pression et de tempratures moyennement leves, la sillimaniteest le polymorphede haute temprature, le disthne, celui de haute pression. Les domaines de stabilit sont spars par desdroites convergeant en un point invariant (voirfiche 4 figures 1 et2).

Signification gochimique :Ces minraux napparaissent que lorsque de lalumine et de la silice sonten excs et ne peuvent tre entirement captes par les autres phases cristallines (feldspaths, micas, autresminraux du mtamorphisme) ; ces compositions riches en alumine et en silice sont plutt celles des rochesargileuses, et les silicates dalumine se rencontrent essentiellement dans les roches mtamorphiques de lasquence plitique. Il est cependant possible de trouver des clogites basiques disthne et quartz.

Gisements

Landalousitese rencontre typiquement dans les schistes tachets et les cornennes, roches formant les aurolesde mtamorphisme de contact et correspondant la transformation dun encaissant argileux au contact duneintrusion magmatique. Elle coexiste alors frquemment avec la cordirite, un autre aluminosilicate contenant ensus fer, magnsium et eau. Landalousite peut aussi apparatre dans le mtamorphisme rgional o elle est alorslindice dune cristallisation sous une pression relativement basse.

La sillimaniteremplace landalousite dans les zones les plus internes des auroles de mtamorphisme. Elle sob-serve aussi dans le mtamorphisme rgional de basse moyenne pression et annonce souvent lanatexie.

Les silicates dalumine (I)


20/14420

[MINRAUXLes silicates dalumine (II)8

2 mm

2 mm

2 mm

2 mm

LPNA

LPA

LPNA

LPA

Disthne dans un micaschiste Staurotide dans un micaschiste

disthne : cristaux en baguettesautomorphes, bleutes, avec clivages

staurotide : cristaux prismatiquesde couleur brune

disthne : cristaux incolores,fort relief, clivages

staurotide : cristaux incolores jauntres ; inclusions frquentes

dautres minraux (quartz)

quartzbiotite

roche folie

muscovite grenat

biotite muscovite

roche folie

quartz

1

2

3

4

5

6


21/144

8[MINRAUX]

Le disthne et la staurotide

Caractres gnraux


Le disthne(polymorphe de haute pression des silicates dalumine, de composition chimique, Al 2SiO5) se pr-sente souvent en baguettes de couleur bleute (do son nom de kyanite en anglais en rfrence au bleu cyan), clivages nets (photo 1).

La staurotide, silicate dalumine et de fer, sobserve en cristaux prismatiques de couleur brun brun sombre et clat rsineux (photo 4). Les cristaux peuvent tre macls en croix, en une forme appele croisette de Bretagne.

Caractres microscopiques En LPNA, le disthnese prsente en sections incolorescaractrises par leur fort relief (suprieur celui

des autres silicates dalumine) et pourvues de clivages (photo 2). La staurotideapparat le plus souvent encristaux automorphes, de relief lev et prsentant un plochrosme dincolore jaune ple et jaune dor(photo 5). Les cristaux de staurotide renferment souvent de petites inclusions dautres minraux, comme duquartz ou de lilmnite(cristaux qualifis de poecilitiques) (photo 5).

En LPA, le disthnea une birfringence assez comparable celle delandalousite et plus faible que cellede la sillimanite(photo 3). La staurotidea une birfringence modre (au maximum dans les jaunes dupremier ordre) (photo 6). Les cristaux dont lallongement est parallle au plan de polarisation sont teints(extinction qualifie de droite).


Particularits

Signification gochimique :comme les autres silicates dalumine, le disthnenapparat que lorsque de lalu-

mineet de la silicesont en excs et ne peuvent tre entirement captes par les autres phases cristallines (felds-paths, micas, autres minraux du mtamorphisme). Il se rencontre donc essentiellement dans les roches mta-morphiques de la squence plitique. La staurotide se forme dans des milieux de composition assez varie,apparaissant cependant prfrentiellement dans les roches riches en alumine et en fer.

Gisements

Le disthne, polymorphe de haute pression, ne sobserve pas dans le mtamorphisme de contact. Il caractrisele mtamorphisme rgional de moyenne pression : selon des conditions croissantes de temprature, il coexistedabord avec la staurotide puis avec des grenats (de type almandin). plus haute temprature, il est remplac parla sillimanite. Le disthne peut aussi sobserver dans les facis de plus haute pression (facis clogite ).

La staurotideest un minral habituel du mtamorphisme rgional de moyenne pression de la squence plitique.Elle est ainsi commune dans les micaschistes et les gneiss. Lors dun mtamorphisme prograde, elle se dveloppegnralement avant lapparition du disthne mais les deux minraux coexistent frquemment dans les conditionsdu facis amphibolite . plus haute temprature, la staurotide est remplace par le disthne et des grenats detype almandin.

Le mtamorphisme disthne sillimanite, bien tudi car assez frquent, est souvent qualifi de mtamorphismebarrovien MP MT ; il est marqu par lordre dapparition suivant des minraux : chlorite, biotite, grenat alman-din, staurotide, disthne, sillimanite. Il caractrise ltape godynamique de collision.

Les silicates dalumine (II)


22/14422

[MINRAUXLes grenats et la chlorite9


23/144

9[MINRAUX]

Caractres gnraux


Les grenatscristallisent dans le systme cubique.La croissance des cristaux produit cependant des formes auto-morphes drives plus diverses, avec de nombreuses facettes dorientation prcisment dfinies (donnant souventdes dodcadres). La forme rsultante au sein des roches est plus ou moins sphrique(photo 1). Le groupe pr-

sente une grande diversit de composition et de caractres. La couleur rouge grenat est celle des formes les plusfrquentes. Leur densit est forte, de 3,6 4,5, et leur duretsuprieure au verre varie de 6 7,5.

La chloriteapparat le plus souvent en lamelles aplaties, de couleur vert bouteille(photo 4).

Caractres microscopiques Les grenats :En LPNA, les grenats les plus frquents sont incolores rose ple avec des sections auto-

morphes souvent bien dveloppes. Celles-ci ont un relief fortet sont dpourvues de clivage (photo 2).En LPA, les grenats donnent dans leur grande majorit des sections toujours teintes, ce qui traduitleur caractre isotrope, en relation avec leur systme de cristallisation cubique. Ces plages teintes rvlentsouvent de nombreuses inclusions qui dessinent des spiralesdans les grenats de certaines roches mtamor-

phiques (grenats dits hlicitiques) (photo 3). La chloriteest un minral proche des micas : en LPNA, elle est souvent en lamelles de couleur incolore lgrement verdtre, avec un plochrosme dans les verts ples (photo 5) et des clivages nets. Le relief est unpeu plus faible que celui des micas. En LPA, la chlorite a une birfringence faible, avec des teintes parfoisinhabituelles, bleues ou marron fonc (photo 6).


Particularits

Composition gochimique :Les grenats, de composition gnrale (R3

2+R2

3+Si3O

12), dessinent deux sries. Les

grenats les plus frquents sont les grenats alumineux(R = Al3+), avec des compositions varies entre diffrentsples, dont lun est lalmandin (R = Fe2+). Lautre srie est reprsente par des grenats calciques(R = Ca 2+) decouleurs plus varies. La chloriteest un silicate dalumine hydroxyl du groupe des phyllosilicates, contenant dufer et du magnsium.

Gisements

Les grenats alumineuxsont les plus frquents et sobservent dans les roches mtamorphiques des squences argi-leuses ou basiques. Ils apparaissent dans des facis de moyenne pression (facis disthne sillimanite) sinscrivantdans les paragenses de micaschistes biotite, muscovite, disthne, staurotide Ils restent stables plus hautetemprature dans le facis des granulites. Ils se rencontrent aussi dans le mtamorphisme dehaute pression - bassetemprature de la squence basique, dans les facis des schistes bleus glaucophane et puis des clogites. Au sein

des clogites rtromorphoses, les grenats, dstabiliss, sont souvent entours dune couronne de hornblende et deplagioclases, voire de chlorites. Les grenats alumineux riches en magnsium sobservent aussi dans les pridotites(voirfiche 20).

Les grenats calciques, absents des roches basiques et alumineuses, sobservent dans le mtamorphisme des rochescarbonates.

La chloritese rencontre frquemment dans les roches magmatiques comme minral secondaire rsultant de lal-tration de minraux ferromagnsiens (pyroxnes, amphiboles ou biotites). Cest galement un minral caractris-tique dun mtamorphisme de faible degr qui est celui du facis schistes verts . Elle disparat dans les volutionsprogrades, cdant la place aux biotites ou aux amphiboles. Elle se rencontre aussi dans les roches sdimentaires serattachant alors lensemble des argilites.

Les grenats et la chlorite


24/14424

[MINRAUXLa calcite et les pidotes10

LPNA LPN

LPA LP

Phnocristal de calcite pidote dans un schiste bleu

pidote dans un schiste bleuCalcite dans un calcaire sparitique

clivageslits dpidote de couleur

vert pistache

plages incolores

0,5 mm

0,5 mm

0,3 mm

0,3 mm

clivages nets

birfringence leve,

teintes irises

bandes irises :

macles polysynthtiques lamellaires

pidotes :cristauxprismatiques, fort relief

teintes de polarisation vives

et variables (manteau dArlequin)

glaucophane plochrosme

vert-jaune

lits de glaucophane

trace des plans

de foliation

1

2

3

4

5

6


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[MINRAUX]

Caractres gnraux


La calcite, de formule CaCO3,est un minral du groupe des carbonates. Elle peut sobserver en cristaux isols,

incolores, parfois de grande taille, mais son facis le plus classique est blanc crme (photo 1). Ceux-ci sont souvent

de forme rhombodrique avec des faces brillantes et bien dveloppes selon des clivages parfaits. Une varit, lespath dIslande, prsente une double rfraction optique caractristique. La duret de la calcite est de 3 : elle se raie lacier et ne raie pas le verre. Elle fait effervescence lacide chlorhydrique dilu froid.

Les pidotesforment un groupe de minraux silicats du mtamorphisme. Les espces les plus frquentes sont decouleur vert pistache (do le nom de pistachite) et constituent des agrgats de cristaux peu distincts les uns desautres (photo 4).

Caractres microscopiques La calcite :En LPNA,elle se prsente en plages incolores, de relief variable selon les sections, avec des cli-

vages parfois trs nets (photo 2). En LPA, elle se distingue par sa birfringence trs leve, avec des bandesirises au sein de plages souvent de couleur beige. Ces bandes traduisent des macles polysynthtiques

lamellaires (photo 3). Les pidotes:En LPNA,elles apparaissent en cristaux prismatiques, subautomorphes, clivs, et dont le

relief est fort (photo 5). Les espces les plus frquentes montrent un plochrosme dans les verts-jaunes(photo 5). En LPA, les teintes de polarisation sont gnralement vives et variables au sein dune mmesection (aspect en manteau dArlequin ) (photo 6). Certaines pidotes (zosite) montrent des teintesanormales, bleu fonc ou gris bruntre.


Particularits

Les minraux carbonats :laragoniteest une autre forme cristalline,de mme composition chimique quela calcite (CaCO3), mais facis en aiguilles. La dolomite, de formule (CaMg (CO

3)

2), est un autre carbo-

nate, frquemment rencontr. La distinction entre les minraux carbonats fait souvent intervenir des testsphysiques (laragonite est ainsi plus dense que la calcite) ou chimiques (protocoles de coloration).

pidotes et lawsonite :les pidotes se rattachent au groupe des sorosilicates ; outre la silice et laluminium,elles renferment essentiellement du calcium souvent accompagn de fer. Leur chimie est apparente cellede lanorthite mais hydroxyle. Un autre exemple de sorosilicates est la lawsonite, forme voisine des pi-dotes mais au rseau cristallin plus compact ; ceminral sobserve en sections automorphes prismatiquesdans les conditions de basse temprature et de haute pression du facis des schistes glaucophane.

Gisements

La calciteest lun des minraux les plus ubiquistes. Cest le constituant essentiel des roches sdimentaires cal-caires. Elle forme alors les coquilles ou les tests des organismes, ou rsulte dune prcipitation chimique loriginedu ciment liant les lments du calcaire. Elle prdomine aussi dans les roches mtamorphiques de la srie carbona-te (cipolins et marbres). Elle nest quun minral accessoire dans les roches magmatiques, lexception de rochesparticulires que sont les carbonatites.

Les pidotes se dveloppent essentiellement dans le mtamorphisme partir de protolithes varis contenanttoutefois une certaine quantit de calcium. Elles apparaissent dans des conditions modres de mtamorphisme(facis schistes verts ou amphibolites de basse temprature). Certaines pidotes et la lawsonite sont stables haute pression, dans le facis des schistes bleus lawsonite.

La calcite et les pidotes


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11

26

Classification des roches magmatiqueset mantelliques(I)

[ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

Texture grenue

Texture microgrenue

Texture microlitiqueRoches volcaniques

Exemple dun basalte (ici, texture porphyrique et vacuolaire)

Roche entirement cristallise (ou holocristalline) ;cristaux visibles loeil nu

Roche entirement cristallise ;cristaux de petite taille, visibles au microscope

Roche montrant des cristauxdisperss dans un verre non cristallis

(roche hmicristalline)

verre pyroxne

gabbro pyroxnes plagioclases

microgabbro pyroxne olivine

0,1 mm

1 mm

LPA

LPA

L

1 mm

plagioclases

basalte olivinemicrolites deplagioclases

opaques

Roches plutoniques (et roches mantelliques : pridotites)

Exemple dun gabbro

Roches filoniennes

Exemple dun microgabbro (ici texture porphyrique)

1 2

3 4

5 6


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[ROCHES MANTELLIQUESET MAGMATIQUES]

Textures et classification

La textureou structuredune roche dfinit lagencement relatif des lments qui la constituent. Dans les rochesmagmatiques, ces lments peuvent tre : des phnocristaux(ou cristaux visibles lil nu), des microlites(cristaux de petite taille, visibles au microscope), duverre(partie non cristallise de la roche lchelle dobser-vation considre, encore appele msostase).

On distingue principalement : la texturegrenue(ou holocristalline)qui qualifie les roches entirement cristallises et dont les minraux

sont visibles lil nu (photos 1 et2). Elle caractrise les roches magmatiques plutoniquesmais le termeest parfois utilis pour certaines roches mtamorphiques (gneiss).

la texture microgrenue(photos 3 et 4)qui qualifie les roches entirement cristallises mais dont les min-raux ne sont visibles quau microscope. Cest par exemple le cas des roches filoniennes.

la texturemicrolitique(ou hmicristalline)qui montre de nombreux cristaux de petite taille (microlites)associs une pte ou verre non cristallise (photos 5 et6). Cette texture est celle des roches magmatiques

volcaniques.

De trs nombreux termes permettent de qualifier plus prcisment certaines textures. On identifie ainsi la texture

porphyrique (roches volcaniques prsentant des cristaux de grande taille, ou phnocristaux, disperss dans lamsostase) ou la texture pegmatitique(roches plutoniques, souvent de composition granitique, formes unique-ment de cristaux de grande taille, de lordre du centimtre et plus).

Textures et histoire de la cristallisation

Lanalyse de la texture est souvent une des premires tapes de ltude dun chantillon, pour en identifier lanature.Elle permet aussi souvent de prciser lhistoire de la cristallisationde la roche :

lanalyse de lagencement des constituants offre la possibilit de proposer un ordre de cristallisationdesminraux (voirfiche 23);

elle aide aussi comprendre les conditions de mise en place. La texture grenue qui caractrise les roches mag-

matiques plutoniques rsulte par exemple dun refroidissement lent en profondeur. La texture microlitiqueporphyrique des roches volcaniques traduit les diffrentes tapesde la mise en place du magma et de sa solidi-fication : cristallisation des phnocristaux dans la chambre magmatique, cristallisation des microlites lors de lamonte et de lmission du magma, prise en masse du verre lors du refroidissement rapide en surface.

Il faut cependant veiller ne pas associer systmatiquement, et de manire trop simple, taille des cristauxetconditions de refroidissement. Le dveloppement dune population de cristaux dpend de deux paramtres, la

vitesse de nuclation(vitesse dapparition des germes cristallins dans le liquide) et la vitesse de croissancedesgermes apparus. Chacune des deux vitesses peut tre affecte diffremment par les conditions du refroidissement,avec des effets variables selon la nature des cristaux, ce qui dtermine des situations au final complexes.

Couleur et classifications

La coloration dune roche peut tre estime par un indice de coloration I correspondant au pourcentage deminraux colors, les minraux non colors (ou minraux blancs) tant, pour les roches satures ou sursaturesen silice, le quartzet les feldspaths. Icol = 100 %(Q + F). On distingue ainsi pour les diffrentes valeurs delindice, les roches hololeucocrates(0 - 10), leucocrates(10 - 40), msocrates(40 - 60), mlanocrates(60 - 90),holomlanocrates(90 - 100) (voirfiche 12).

Ces termes peuvent galement tre utiliss pour les roches volcaniques, en tenant davantage compte de la couleurdensemble dont celle de la pte, en cassure frache toutefois. Quelle que soit la roche, il faut observer que la colo-ration peut dpendre dautres paramtres que du seul pourcentage des minraux colors (rpartition des cristaux,particularits minralogiques).

Classification des roches magmatiqueset mantelliques(I)


28/14428

Classification des roches magmatiqueset mantelliques (II)

[ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

12

domainedes pridotites

harzburgite

lherzolite

dunite

GRANITESALCALINS

rhyolitesalcalines

GRANITESrhyolites

SYENITESALCALINEStrachytesalcalins

SYENITESTrachytes

GRANODIORITESdacites

andsites

DIORITES,GABBROSandsitesbasaltes

Les roches plutoniques sont en majuscules,leurs quivalents volcaniques en minuscules.

Seules les rochesmentionnes dans latlas sont indiques.

quartz

plagioclasesfeldspathsalcalins

orthopyroxnesvers le plefeldspathodes

clinopyroxne

Classification modalede Streckeisen

Classification desroches ultrabasiques

Composition minralogiquedes roches et classification

olivines

Critres de classificationdes roches magmatiques

quartz sans quartz

feldspaths

variations

gochimiques

indice

de coloration

nature

des feldspaths

feldspaths feldspaths

feldspathodes

minrauxsombres 50

plagioclasescalciques

GRANITE SYNITE

rhyolite trachyte

GRANODIORITE(TONALITE)

daciteandsite quartzique

(MONZONITE)DIORITE

andsite

GABBRO

basalte

Rochessous-saturesen silicenon envisages ici

Mg Fe Ca Si Na K

minrauxsombres >

minraux blancs(65 - 90 %)

9010

4060

90

10 90

10

0 100

40 60

80 20

100

0

10

0

100

10

roches acides roches intermdiaires roches basiques rochesultrabasiques

amphiboles

felspathspotassiques

plagioclasessodiques

plagioclasescalciques

quartz

pyroxnes

olivines

100

75

50

25

0

pourcentagevolumique

GRANITE GABBRO

rhyolite rhyodacite daciteGRANODIORITE

DIORITE QUARTZIFERE

DIORITE PERIDOTITEandsi te basal te

ROCHES PLUTONIQUES (en majuscules)ET ROCHES VOLCANIQUES (en minuscules)

ROCHESMANTELLIQUES

teneur massique en silice (%)

70 60 50 40

micas

1

2

3

4


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Composition minralogique et classification

Les classifications sont gnralement fondes sur la composition minralogiqueexprime en pourcentage volu-mique des diffrents minraux, ce que lon appelle son mode, et dtermine partir de lobservation microsco-pique. De telles classifications sont dites modales. En toute rigueur, elles ne peuvent tre appliques quaux rochesentirement cristallises. Ces classifications sont cependant tendues aux roches volcaniques, soit en considrant

la nature des cristaux disperss dans le verre, soit en procdant une cristallisation totale thorique ou norme.Il existe diffrentes classifications modalesqui reposent sur les proportions relatives ou absolues des minrauxblancs, dits cardinaux : quartz, feldspaths alcalins (feldspaths potassiques et albite pure), plagioclases, feldspa-thodes (ces derniers ne sont pas pris en compte dans cet ouvrage).

La figure 1prsente quelques critres permettant une classification oprationnelle des roches.

La figure 2est la classification de Streckeisenqui permet de classer les diffrentes roches dans un diagrammetriangulaire.

Les pridotites,formes plus de 90 % de minraux colors (ou minraux sombres) font lobjet dune classifica-tion spcifique (lherzolite, harzburgite, dunite), fonde sur les pourcentages relatifs en olivines, clinopyroxnes et

orthopyroxnes (figure 3).Dans les figures 2et 3, nont t reportes que les roches mentionnes dans cet atlas.

La figure 4se fonde sur la composition minralogique totale des roches en considrant les minraux clairs etsombres.

Roches satures ou sous-satures en silice

Au cours de la cristallisation dun magma, la silice donne dans lanalyse sous forme SiO2se combine avec les

autres lments chimiques (fer, magnsium doss sous forme doxydes) pour former des minraux silicats. Unepartie du calcium, le potassium et le sodium participent la constitution des feldspaths.

Si la quantit de SiO2excde celle qui se combine avec les autres lments, une partie de la silice cristallise de

manire libre, sous forme de quartz. Par contre, si le magma est trs dficitaire en silice, une partie des alcalins(sodium et potassium) participe la formation des feldspaths et une autre partie engendre les feldspathodes, quiassocient moins de silice une quantit donne dalcalins. La prsence de feldspathodes caractrise les rochessous-saturesen silice (figure 1). Les feldspathodes ne peuvent donc coexister avec le quartz. Une roche sansfeldspathodes est ainsi une roche satureen silice. Lorsque le quartz est en quantit apprciable, les roches sontdites sursatures en silice. Elles dfinissent le vaste ensemble des granitodes.

Roches acides et basiques

Les qualificatifs acideet basiquefont rfrence la teneur en silice (SiO2) analyse (figure 4).

Les roches ayant moins de 45 % de SiO2sont les roches ultrabasiques, avec lexemple des pridotites.

Les roches dont la teneur en silice est comprise entre 45 et 52 % sont les roches basiquesavec lexempledes basaltes et des gabbros.

Les roches dont la teneur en silice est comprise entre 52 et 66 % sont les roches intermdiaires aveclexemple des andsites et des diorites.

Les roches dont la teneur en silice est suprieure 66 % sont les roches acidesavec lexemple des rhyoliteset des granites.

Dautres volutions chimiques sobservent des roches basiques aux roches intermdiaires ou acides : les teneurs encalcium, en magnsium et, gnralement, en fer dcroissent alors que les teneurs en alcalins (sodium et potassium)saccroissent (figure 1).

Classification des roches magmatiqueset mantelliques (II)


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13

30

Les basaltes tholiitiques et alcalins [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

Basalte tholiitique (MORB)

LPNA

LPA

LPNA

LPA

plagioclases olivines altres pyroxnes pte vacuoles

plagioclasespyroxnes

(clinopyroxnesde type augite)

verre etmicrolitesolivines

1 mm

1 mm

1 mm

1 mm

Basalte alcalin (exemple du basalte dit demi-deuil )

Basalte alcalin (exemple du basalte dit demi-deuil ) rares olivinesen phnocristauxphnocristaux de

plagioclasesmicrolites deplagioclases,de pyroxnes

verreavec

oxydes

Exemples de composition reprsentativedun basalte alcalin

et dun basalte tholiitique

1

2

3

4

5

6


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Caractres gnraux


Les basaltes sont des roches texture microlitique, mlano- msocrates. Ils prsentent parfois des caractresporphyriques, avec des phnocristaux blancs de plagioclases, noirs vert sombre de pyroxnes, ou vert jaune

dolivines(parfois altres et de couleur rouille) (photo 1).Caractres microscopiques

Les basaltes sont caractriss par la prsence de plagioclases(An > 50) et de clinopyroxnescalciques de type augite.On observe galement de nombreux minraux opaques, de type oxydes de fer et de titane (titanomagntite et ilm-nite). Il existe une grande varit de basaltes que lon peut distinguer au plan minralogique et gochimique.

Les basaltesalcalins olivinecontiennent un seul type de pyroxnes qui sont des clinopyroxnes calciques detype augite. Lolivine est commune, la fois sous forme de phnocristaux et de cristaux de petite taille disperssdans la pte (photos 2 et3). Ces basaltes alcalins peuvent renfermer des nodules de pridotite.

Les basaltes tholiitiquescontiennent souvent, outre les clinopyroxnes (augite), des orthopyroxnesen petits

cristaux dans la pte. Lolivine est soit absente, soit rare et alors sous de forme de phnocristaux peu abondants(photos 4 et5). Il existe des tholiites olivine, de caractres intermdiaires entre ces types de basaltes tholii-tiqueset les basaltes alcalins.


Composition chimique et minralogie

Basaltes tholiitiqueset basaltes alcalinspeuvent se distinguer au plan minralogique mais aussi au plan gochi-mique (document 6). Ce sont des roches basiques, riches en calcium et en lments ferromagnsiens, comme letraduit la composition minralogique. Les basaltes tholiitiquescontiennent gnralement un peu plus de siliceque les basaltes alcalins(50 % contre 45-47 % de SiO

2

). Ils sont aussi un peu plus pauvres en lments alcalinset notamment en potassium.

Gisements

Les basaltes sont des roches trs abondantes, pouvant engendrer de trs vastes panchements.

Les basaltes tholiitiquesconstituent notamment la partie suprieure de la crote ocaniqueet sont mis enplace laxe des dorsales : ce sont les MORB (Mid-Ocean Ridge Basalts). Ils peuvent aussi former des pla-teaux ocaniquestendus et participer la mise en place dles volcaniques intraplaques (exemple de larchipeldHawa). Ils reprsentent galement des volumes spectaculaires en domaine continental, en gnrant les pais etvastes plateaux volcaniques que constituent les trapps (exemple du Deccan en Inde).

Les basaltes alcalinsse rencontrent surtout en domaines intraplaques, continentauxou ocaniques. Le vol-canisme de la chane des Puys dans le massif Centrala produit des coules majoritairement de basaltes alcalins.Les basaltes alcalins sont par ailleurs parmi les premires manifestations volcaniques observes dans un environ-nement de rifting continental.

Origine

Les basaltes sont dorigine mantellique, produits par fusion partielle des pridotites. Les diffrents types debasaltes peuvent rsulter de milieux sources diffrents(htrognits du manteau) et/ou de taux de fusion

variables(entre quelques % et 20 %). Le taux de fusion des basaltes alcalins est plus faible que celui des basaltestholiitiques, ce qui rend compte de leur relative richesse en lments incompatibles ( limage du potassium). Lazone de dbut de fusion oscille entre 70 et 150 km de profondeur selon les cas.

Les basaltes tholiitiques et alcalins


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32

Les gabbros [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

Exemple dune compositionreprsentative dun gabbro

Gabbro

0,5 mm

0,5 mm

LPNA

LPA

pyroxnes : plages colores,relief moyen,

teintes vives (clinopyroxnes)

plagioclases :plages claires,macles polysynthtiques

Gabbro lit

lits clairs de plagioclases

lits sombres de

minraux ferromagnsiens

Gabbro Gabbropyroxnes :cristaux noirs

pyroxnes :cristaux noirs

clivagesplagioclases :cristaux blancs

plagioclases :cristaux blancs

1 2

3

4

5

6


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Caractres gnraux


Les gabbros sont des roches texture grenue, mlano- msocrates (photo 1). Ce sont des roches magmatiquesplutoniques.

Le grain est trs variable, avec des cristaux dpassant parfois le centimtre. Leur teinte gnrale est noire, plusou moins mouchete de zones blanches qui correspondent des plagioclases. Du fait de laltration, ces derniersprsentent parfois des teintes verdtres (photo 2).

Caractres microscopiques

Les gabbros sont caractriss par la prsence de plagioclases(An > 50) dvelopps en lattes automorphes et deminraux ferromagnsiens (photos 3 et4).Les plagioclases sont les minraux clairs qui fondent la place des gabbros dans les classifications (voir parexemple la classification de Streckeisen).Les minraux ferromagnsiensles plus frquents sont les pyroxnes, surtout de type clinopyroxnes. Les gab-bros peuvent aussi renfermer des orthopyroxnesdont les teintes de polarisation sont moins vives. Ils contien-nent galement des minraux opaques, de type oxydes de fer et de titane (titanomagntite et ilmnite) et renfer-ment parfois des olivinesqui peuvent tre plus ou moins abondantes.

Autour des pyroxnes peuvent se dvelopper des couronnes damphiboles(hornblendes gnralement) qui tra-duisent une altration de la roche dans des conditions dhydratation. Ces transformations affectent pour partie lesgabbros ocaniques lors de lvolution divergente de la lithosphre laxe de la dorsale.Les microgabbrosont une composition minralogique analogue celle dcrite pour les gabbros mais qui sex-prime en une texture microgrenue.


Composition chimique et minralogiqueLes gabbros sont des roches basiques(45 % < SiO2< 52 %), prsentant des pourcentages importants en calcium,

fer et magnsium (document 6). Cette composition se traduit par la cristallisation de plagioclasesplus prochesdu ple anorthite (plagioclases calciques relativement pauvres en silice), de clinopyroxnes (pyroxnes calco-ferro-magnsiens), avec ventuellement des orthopyroxnes(pyroxnes ferromagnsiens) et de lolivine(minralferromagnsien). Les gabbros sont pauvres en lments alcalins (Na et K) ce qui se traduit par labsence de felds-paths alcalins, notamment potassiques.

Gisements

Les gabbros sont des constituants importants de la crote ocanique, en particulier dans le cas des dorsalesrapides forte activit magmatique. On les retrouve alors dans les complexes ophiolitiquessous forme de gab-bros litsou de gabbros isotropes, sans structure particulire. Les gabbros lits(photo 5) qui se situent dans lesniveaux infrieurs de certains complexes ophiolitiques sont marqus par une alternance de lits, centimtriques pluricentimtriques, de couleurs claire et sombre, qui correspondent des zones respectivement concentres enplagioclases (lits clairs) et en minraux ferromagnsiens (lits sombres).Les gabbros sobservent galement en domaine continentalsous forme de vastes intrusions. Ces intrusions peu-vent saccompagner de la mise en place de filons de microgabbros.

OrigineLes gabbros rsultent de la cristallisation de magmas dorigine mantellique, produits par fusion partielle depridotites.

Les gabbros


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Les andsites [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

LPNA

LPNA LPA

0,5 mm

1 mm1 mm

cristaux damphiboles maclspyroxnes(incolores, relief moyen)

Exemple dune compositionreprsentative dune andsite

plagioclases verre biotiteamphiboles en section basale

amphiboles en section longitudinale

Andsite

phnocristaux defeldspaths (plagioclases)

phnocristauxdamphiboles

pte amphiboles pyroxnes plagioclases pte

Andsite observe au microscope

1 2

3 4

56


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Caractres gnraux


Les andsites sont des roches texture microlitique, de couleur grise et gnralement claire : ce sont des rochesvolcaniques. La texture est frquemment porphyriqueavec des phnocristaux blancs de plagioclases et des cris-

taux plus sombres, bruntres noirs, damphiboles, de pyroxnes ou de biotite (photos 1 et2).Caractres microscopiques

Les cristaux les plus abondants au sein du verre sont les plagioclasesqui apparaissent souvent en phnocristaux,parfois zons. La prsence de ce seul type de minraux blancs conduit rapprocher dans certaines classificationsles andsites des basaltes (voir la classification de Streckeisen). Elles sen distinguent cependant par leur compo-sition gochimique globale (document 6), par la nature des plagioclases (document 6) et par celle des minrauxsombres. Parmi ceux-ci, peuvent sobserver frquemment des amphiboles(de type hornblende) : elles se recon-naissent leur plochrosme en LPNA, leurs clivages 120 C en sections basales (photos 3,4 et5). Elles sontsouvent accompagnes de biotite, en baguettes brunes, plochroques, avec un clivage. En LPA, les sections dontle clivage est orient paralllement au fil du rticule apparaissent teintes.

Les andsites renferment aussi frquemment des pyroxnes(photo 5) qui peuvent tre des ortho- ou des clinopy-roxnes. La distinction ne peut tre faite que sur les sections les plus grandes, les orthopyroxnes polarisant dansdes teintes moins vives avec des sections teintes lorsque les clivages salignent avec le fil vertical du rticule. Desoxydes compltent la composition minralogique.

Les quivalents plutoniques des andsites sont les diorites.


Composition chimique et minralogique

Les andsites sont des roches intermdiaires (52 % < SiO2

< 66 %) : elles apparaissent donc nettement plusriches en silice que les basaltes. Elles prsentent des pourcentages importants en calcium (document 6). Cettecomposition se traduit notamment par la cristallisation de plagioclasesde composition intermdiaire, souventplus proches cependant du ple albite (An < 50). la diffrence des basaltes, les minraux sombres sont plusfrquemment des amphiboles ou des biotites, minraux hydroxyls dont labondance peut reflter lhydratationdu magma qui les a engendrs (au moins 3 % H

2O). La composition chimique rattache les andsites aux sries

magmatiques calco-alcalines, avec des teneurs en aluminium (17 18 %) souvent plus importantes que cellesdes autres sries.

Gisements

Les andsites sont des constituants majeurs du volcanisme des zones de subduction. Les andsites amphibole et

biotite sont frquentes dans les marges continentales actives(exemple du volcanisme de la cordillre des Andes).Les andsites sont aussi produites dans les arcs insulaires(exemple de larc Carabes), avec alors davantage depyroxnes. Ces laves gnralement peu fluides sont lorigine de dynamismes ruptifsplutt explosifs.

Origine

Ce volcanisme est relier la fusion partielledu manteau situ au-dessus de la plaque en subduction par venuedeau libre lors du mtamorphisme de la plaque subduite. Les magmas produits sont alors grandement modifispar diffrents processus (cristallisation fractionne, contamination), deffets variables selon le contexte go-dynamique. Ceux-ci sont ainsi beaucoup plus marqus dans les marges continentales actives que dans les arcsinsulaires tablis en domaine ocanique.

Les andsites


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Les granodiorites [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

0,5 mm

1 mm 1 mm

Exemple dune composition chimiquereprsentative dune granodiorite

biotite feldspathalcalin

plagioclases (prdominants :macles polysynthtiques)

Granodiorite observe au microscope

quartz

Granodiorite

quartzfeldspaths

(plagioclases)minraux

ferromagnsiens

quartz : sectionslimpides xnomorphesplagioclasesfeldspath

alcalin

biotite

1 2

3 4

5 6


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Caractres gnraux


Les granodiorites sont des roches texture grenue : ce sont des rochesplutoniques. Lobservation fait apparatrede nombreux cristaux de feldspathsblancs et des cristaux de quartztransparents, allure de gros sel. (photos 1

et2). Les minraux sombres sont de couleur noire vert fonc. Ce sont le plus frquemment des amphibolesen prismes trapus et des biotites, en lamelles brillantes. Lensemble de ces cristaux donne la roche une couleurmoyennement fonce.Les granodiorites sont des roches saturesen silice (prsence de quartz)et sinscrivent dansles granitodes(roches magmatiques plutoniques satures et feldspaths alcalins).


Le quartz est abondant : il forme des sections gnralement xnomorphes, trs limpides en LPNA, avec desteintes de polarisation basses en LPA (photos 3 et4). Les feldspathsse distinguent du quartz par laspect pous-sireux des sections qui sont gnralement de plus grande taille et en partie automorphes. Ils sont de deux types,avec des feldspaths potassiques ou orthoseet des plagioclasesrelativement proches du ple albite (10 < An < 50).Ces derniers se distinguent surtout par la prsence de macles polysynthtiques et sont parfois zons. La petite

taille de certaines sections, dpourvues de macles, rend la distinction parfois difficile, ne portant alors que sur unediffrence de relief, celle du plagioclase tant un peu suprieure celle de lorthose et du quartz. (photos 3et 5).

Les minraux sombres sont dordinaire des amphiboles(hornblendes) montrant un plochrosme net en LPNAavec des teintes variant du vert sombre au brun. Elles sont frquemment accompagnes de biotite. Des pyroxnespeuvent aussi sobserver.

La richesse en quartz des granodiorites(jusqu 20 30 %) ne permet pas de les distinguer des granites. Elles sesituent au mme niveau des classifications au regard du quartz. La diffrence porte sur la nature des feldspaths,principalement de type alcalin potassique dans les granites alors que les plagioclases prdominent dans les gra-nodiorites. La richesse en quartz spare par ailleurs les granodiorites des diorites, qui en sont dpourvues (oupresque). Les quivalents volcaniques des granodiorites sont les dacites.



Les granodiorites sont des roches intermdiaires acides (SiO2proche de 66 %) (document 6), sursaturesen

silice ce quatteste la prsence de quartz. Les teneurs en calcium et en alcalins rendent bien compte de la prsenceconjointe des plagioclases, prdominants, et des feldspaths potassiques.

Gisements

Les granodiorites sont des roches plutoniques mises en place en intrusions de grande taille, ou batholites, dans les

marges actives continentales (exemple des batholites msozoques et cnozoques de la Sierra Nevada en Amriquedu Nord ou de certains batholites des Andes). Ces intrusions se rattachent comme les andsites la srie calco-alcalineet ont valeur de chambres magmatiques ayant aliment un volcanisme andsitique dacitique ultrieu-rement rod. Les granodiorites marquent de manire gnrale les ceintures orogniques. On note en France lesgranodiorites de Normandie lies lorogense cadomienne.

Origine

Les magmas dorigine rsultent de la fusion partielledu manteau situ au-dessus de la plaque en subduction. Ilssont alors grandement modifis par diffrents processus (cristallisation fractionne, contamination) avant decristalliser au sein de la crote continentale.

Les granodiorites


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Les trachytes [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

Exemple dune compositionreprsentative dun trachyte

1 mm 1 mm

Cristaux de sanidine isols

deux cristaux de sanidineprsentant une macle de Carlsbad

Trachyte observ au microscope

microlitesde sanidine

verre phnocristalde sanidine

orientation des microlites :texture microlitique fluidale

microlites de sanidine :macles de Carlsbad

phnocristal de sanidine :macle de Carlsbad

verreLPNA LPA

Trachyte

phnocristaux defeldspaths alcalins (sanidine)

phnocristaux defeldspaths alcalins (sanidine)

cristal debiotite

pte decouleur claire

pte avecmicrolites et verre

1 2

3 4

5

6


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Caractres gnraux

Caractres macroscopiquesLes trachytes sont des roches leucocratesde couleur blanchtre gristre (photo 1). Ils montrent le plus souventdes cristaux blancs visibles lil nu, disperss dans une pte (ou msostase) non cristallise en apparence (photo2) : leur texture est microlitique. Ce sont des roches magmatiquesvolcaniques. Les phnocristaux blancs peu-

vent tre centimtriques ce qui dtermine alors une texture porphyrique.Ces phnocristaux prsentent souvent des macles de type Carlsbad : ce sont des feldspaths potassiques. Il sagitde sanidine, forme de haute temprature des feldspaths alcalins, quil est possible de retrouver parfois en cristauxisols et macls (photo 5).On peut aussi souvent observer des paillettes noires, brillantes, parfois hexagonales, de faible duret (test lpingle), de biotite.


La roche est constitue de trs nombreux microlites aligns selon des orientations communes et laissant peu deplace au verre : la textureest microlitique fluidale, encore appele texture trachytique (photos 3 et 4). Ces orien-

tations traduisent lcoulement du magma lors de sa mise en place et de sa solidification.Ces microlites montrent souvent, limage des phnocristaux, des associations de deux cristaux correspondant des macles de Carlsbad : ce sont des microlitesde sanidine(photos 3 et4).La sanidine peut tre accompagne de cristaux de plagioclases sodiques(albite).Cette richesse en feldspaths alcalinsdtermine la place des trachytes dans les classifications(voir par exemple laclassification de Streckeisen).Les minraux sombres sont peu abondants, le principal tant la biotite. Le quartz peut tre prsent dans certainstrachytes mais en trs petits cristaux dans la msostase seulement.


Composition chimique et minralogieLes trachytes sont des roches intermdiaires(52 % < SiO

2< 66 %) (document 6), gnralement riches en alca-

lins, ce qui se traduit par une composition minralogique largement domine par les feldspaths alcalinsde typesanidine, ventuellement accompagns de plagioclases proches du ple albite.Leurs teneurs en calcium, fer et magnsium sont trs faibles, en relation avec le dveloppement modeste desminraux sombres.Les quivalents plutoniques des trachytes sont les synites.

Gisements

Les trachytes sont des roches volcaniques rsultant de la solidification de laves visqueuses. Cette viscosit leve

limite lcoulement et produit des difices en dmesou en aiguilles. On retiendra lexemple du trachyte du Puyde Dme ou du Puy de Sancy dans le massif Central.

Origine

Les trachytes sont des roches volcaniques diffrencies. Les liquides trachytiques peuvent rsulter de la diff-renciation de magmas initialement basiques. Un exemple bien argument est celui des trachytes de la chanedes Puys(Puy de Dme). Ceux-ci sont en faible volume et sont associs des produits moins diffrencis, plusabondants et qui prsentent un ensemble de compositions minralogiques et chimiques continues entre basalteset trachytes. Ces derniers sont alors interprts comme le terme dune srie magmatique alcalinese diffrenciantpar cristallisation fractionne dun magma initialement basaltique (voir fiche 57).

Les trachytes


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Les rhyolites [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

LPNA LPA

Exemple dune compositionreprsentative dune rhyolite

feldspathalcalinLPA

2 mm 2 mm

1 mm

quartzquartz avec lacunes

de cristallisationverre et

microcristaux

Rhyolite pte rouge observe au microscope

Rhyolite pte grise observe au microscope

feldspaths alcalinsaltrs

quartz avec lacunesde cristallisation

quartzverre color pardes oxydes de fer

feldspathsalcalins

quartz pte colorepar des oxydes de fer

Rhyolite

feldspathsalcalins

quartz pte colore pardes oxydes de fer

12

3 4

5

6


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Caractres gnraux


Les rhyolites sont des roches texture microlitique, dont le verre, abondant, est parfois de teinte grise mais plusfrquemment rouge : ce sont des roches volcaniques. Les phnocristaux sont plus ou moins abondants selon les

roches (photos 1 et2) : on peut observer des tablettes dun blanc ros de feldspaths alcalins(sanidine et plagio-clase), des cristaux vitreux de quartz, dont laspect parfois est assombri par la couleur du verre qui les entoure,etdes minraux sombres(biotite, amphiboles) pouvant tre altrs en chlorite.

Caractres microscopiquesLes phnocristaux de quartzapparaissent sous forme de sections automorphes, transparentes et limpides (photo 3).Ils prsentent souvent un aspect typique, avec un contour sinueux et des rentrants constituant des golfes. Ceux-citraduisent des irrgularits de croissance du cristal (photos 3 et 5).Les autres phnocristaux sont des feldspaths, dvelopps en sections automorphes, souvent plus allonges etdaspect poussireux (photos 3 et4). Il est possible dy distinguer deux types en fonction des macles visibles enLPA ; le plus abondant est la sanidine, identifiable la macle de Carlsbad ; laccompagne ventuellement un

plagioclase sodique, de type albite, macle polysynthtique.On observe galement dautres minraux comme des amphibolesou des biotites. Les cristaux sont alors souventaltrs, avec le dveloppement de chlorite.Le verre est frquemment color en rouge, du fait de la prsence doxydes de fer (photo 3). Il peut tre de couleurgristre verdtre (photo 5).Les quivalents plutoniques des rhyolites, de mme composition minralogique mais texture grenue,sont lesgranites.



Les rhyolites sont des roches acides(SiO2> 66 %) (document 6), sursaturesen silice, ce qui est attest parlabondance de quartz. Ce sont des roches diffrenciesdont la richesse en alcalins se traduit par la prsence defeldspaths potassiques et sodiques. Les teneurs en calcium, fer et magnsium sont faibles.Les proportions relatives de cristaux et de verre sont variables selon les rhyolites : certaines ont une texture enti-rement vitreuse, comme lobsidienne. Ces roches ne sont rattaches au champ des rhyolites quen raison de leurcomposition chimique.

Gisements

Les rhyolites sont des roches volcaniques relativement abondantes dans les zones de subduction, notammentau niveau des marges actives continentales. Elles y sont associes aux andsiteset marquent le terme de la srie

calco-alcaline. Ces laves sont visqueuses, lorigine de dmes ou de coules courtes et paisses. Ces magmasdiffrencis riches en gaz engendrent aussi frquemment de vastes nappes dignimbrites, mises en place par lesnues ardentes. Les rhyolites sobservent aussi dans dautres environnements, sous forme de produitsdiffrencisen faible volume des sries alcalines(domaines intraplaques) ou tholiitiques.

Origine

Les magmas rhyolitiques rsultent le plus souvent de processus de diffrenciation (cristallisation fractionne,contamination) dont les mcanismes et lampleur diffrent selon lenvironnement godynamique. Elles peuventparfois correspondre larrive en surface de magmas de composition granitique, produits par fusion crustale.Cest par exemple le cas des rhyolites hercyniennes tardi-orogniques.

Les rhyolites


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Les granites [ROCHES MANTELLIQUEET MAGMATIQUE

1 mm

Exemple dune compositionreprsentative dun granite

1 mm

1 mm

Observation microscopique dun graniteLPNA

LPA

LPA

feldspaths potassiques :aspect poussireux

quartz : plages limpides,birfringence faible

plagioclases :aspect poussireux,

macles polysynthtiques

biotite : colore,teintes vives,

aspect moir

Structure perthitique dans un granite

cristal de feldspath alcalin avec :plages dorthose

plages dalbite quartz

autres cristaux defeldspaths perthitiques

chantillons de deux granites

quartz :gris, translucide,aspect de gros sel

feldspathsalcalins

biotite : lamellesnoires, brillantes

feldspaths potassiques :macles de Carlsbad

1

2

3

4

5

6


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Caractres gnraux

Caractres macroscopiquesLes granites sont des roches plutoniques texturegrenue, leucocrates. Leur couleur peut tre varie, parfoisblanche, grise ou rose. Le grain est trs variable, avec des cristaux dpassant parfois le centimtre. Tous les cristauxpeuvent tre de taille homogne, ce qui donne une texture quante. Certains minraux sont parfois dune tailletrs suprieure aux autres ce qui dtermine une texture porphyrode.La minralogie est domine par le quartz et les feldspaths alcalins. Le quartz apparat sous forme de cristauxgristres, plus ou moins transparents et aspect de gros sel (photos 1et 2). Les feldspaths prsentent des couleursvaries, du blanc au rose voire au vert. Les gros cristaux de feldspaths potassiques sidentifient souvent la prsence demacles de Carlsbad (photo 2) et la diffrence de brillance des plans de clivage quelles engendrent. On peut obser-ver galement des minraux sombres qui sont le plus frquemment de la biotite, formant alors des paillettes noiresbrillantes, ou de lamphibole. Certains granites sont riches en muscovite, en paillettes brillantesdun blanc nacr.

Caractres microscopiquesLe quartzapparat sous forme de plages trs transparentes en LPNA et ayant une faible birfringence en LPA

(photos 3 et4). Les cristaux de quartz sont gnralement xnomorphes, en amas interstitiels entre les autres cris-taux. Ces caractres rsultent de la cristallisation tardive du quartz.Les feldspathsforment des cristaux plus automorphes. En LPNA, ils se distinguent du quartz par leur caractrepoussireux li leur altration. Les feldspaths potassiquesmontrent parfois des macles de Carlsbad alors que lesplagioclases sodiquesse distinguent par leur macle polysynthtique. Dans de nombreux granites, ne sobserveprincipalement quun seul type de feldspaths avec des structures de perthites ou de microperthites, selon leurtaille, et o alternent dans un mme cristal des plages dalbite et dorthose (photo 5).Biotiteet (ou) amphibolesont identifiables par leurs teintes vives de polarisation et leurs clivages.Il existe une grande varit de granites qui diffrent par les pourcentages relatifs des feldspaths potassiques et desplagioclases, et par la nature des minraux accessoires (amphiboles, micas). Les granites deux micas dits leu-cogranites sont frquents.


Composition chimique et minralogie

Les granites sont des roches acides(SiO2> 66 %), sursaturs en silice ce qui explique la cristallisation abondante

de quartz (document 6). Ils sont riches en alcalins(Na et K) ce qui se traduit par le fort pourcentage de feldspathsalcalins de type orthose ou de plagioclase proche du ple albite. Leurs teneurs en calcium, fer et magnsium sonttrs faibles, en relation avec le faible dveloppement des minraux sombres. La cristallisation de muscovite traduitune richesse particulire en alumine (Al

2O

3).

Gisements

Les granites sont des constituants abondants de la crote continentale. Ils cristallisent quelques kilomtres deprofondeur, donnant des intrusionsde gomtries et dextension varies. Celles-ci sont mises laffleurement parlrosion. Ces intrusions sont gnralement entoures dune aurole de mtamorphismede contact qui permetde daterrelativement la mise en place du magma. Certains massifs granitiques ont des limites moins nettes, pas-sant graduellement des formations mtamorphiques de type gneiss.

Origine

Lorigine des granites est trs diverse. Ils peuvent pr

Atlas de Gc3a9ologie-Pc3a9trologie Bcpst 1re Et 2e Ann

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