Cours de Géologie

Pétrographie

La pétrographie est la science ayant pour objet la description des roches, l'analyse de leurs caractères structuraux, minéralogiques et chimiques, et les relations de ces roches avec leur environnement géologique. Par sa démarche phénoménologique, la pétrographie se démarque de la pétrologie, discipline mettant l'accent sur les phénomènes de genèse, mise en place et altération des roches décrites statiquement par ailleurs.

Roches et minéraux magmatiques

Les roches magmatiques regroupent les roches éruptives ou volcaniques et les roches endogènes ou plutoniques. Le magma, qui est un mélange de cristaux et d’un liquide, se forme à l’intérieur du globe, à la limite de la lithosphère et de l’asthénosphère (entre 70 et 120 km de profondeur) par une fusion partielle du manteau supérieur.

Les roches métamorphiques

Les roches métamorphiques sont issues de la transformation de roches ignées ou sédimentaires sous l'effet de température et/ou de pressions élevées. Deux grands types de métamorphisme produisent la majorité des roches métamorphiques : le métamorphisme de contact et le métamorphisme régional. Un troisième type est plus restreint : le métamorphisme de choc.

Les roches sédimentaires

Si les roches ignées forment le gros du volume de la croûte terrestre, les roches sédimentaires forment le gros de la surface de la croûte. Quatre processus conduisent à la formation des roches sédimentaires: l'altération superficielle des matériaux qui produit des particules, le transport de ces particules par les cours d'eau, le vent ou la glace qui amène ces particules dans le milieu de dépôt, la sédimentation qui fait que ces particules se déposent dans un milieu donné pour former un sédiment et, finalement, la diagenèse qui transforme le sédiment en roche sédimentaire.

Les roches ignées

Les magmas originent tous du manteau. Les roches magmatiques, issues de la cristallisation des magmas, devraient donc avoir toutes la même composition. Ça n'est pas le cas. Pourquoi? Pour bien répondre à cette question, il est essentiel de connaître deux processus importants: la cristallisation fractionnée et la fusion partielle.

Classification des roches magmatiques

La Classification du Double Triangle de Streckeisen est utilisée pour classer l'ensemble des roches magmatiques, à l'exclusion des roches ultrabasiques. Toutefois, elle est plus adaptée aux roches magmatiques acides et intermédiaires, c'est à dire aux roches plutôt leucocrates (=clairs).

Magmas : origine et évolution

Le gradient géothermique est de 30°C / km : le manteau supérieur peut fondre entre 100 et 250 kilomètres de profondeur. On parle ici de fusion partielle (asthénosphère) des péridots et du pyroxène. On a alors un liquide de type basaltique appelé pyrolite (comme la lherzolite).

Cette fusion partielle peut venir des points chauds (bien localisés). L’augmentation de la concentration en eau aide la fusion ; au contraire, l’augmentation de la pression freine la fusion. La baisse de pression dans la zone de rift permet la remontée des fluides de quelques centimètres par an. Les fluides comme l’eau jouent un rôle essentiel en diminuant le point de fusion. En profondeur (à plus de 250 km), sans eau empêche la fusion.

La différenciation magmatique

À partir d’un magma basaltique de composition moyenne, on obtiendra plusieurs types de roches : on parle de cortège de roches. Cette variété de roches montre la présence de plusieurs types de liquides.

À partir d’un liquide de composition moyenne, il y aura formation, à partir de ce magma (primaire), de magmas différents.

Caractéristiques des formations magmatiques

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.

Diagrammes de Phases

Un diagramme de phase, ou diagramme de phases, est une représentation graphique utilisée en thermodynamique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phasenote) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés.

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