Centre Pédagogique Régionale de Marrakech

Les roches Les roches magmatiquesmagmatiques

Exposé sous le thème de :

الصهارية الصخور

Réalisé par :

Halim lazaar

Essami younessSvt 2011/2012

Encadré par ::Mr. YazidiMr. Yazidi

Le planLe plan

I ) IntroductionI ) Introduction

II ) généralités des roches magmatiques

III ) Classification des roches magmatiques

IV ) Intérêt des roches magmatiques

V ) conclusion

Dans la nature, il existe plusieurs types de roches. L’étude de leur origine et leurs différentes propriétés a conduit à leur classification en trois grands groupes :Roches magmatiques (endogènes) ;Roches sédimentaires (exogènes) ;Roches métamorphiques.On se focalisera sur les roches magmatiques. Qu’est-ce qu’une roche

magmatique ? Quels sont les types des roches magmatiques et leurs caractéristiques ? Comment peut-on les classifier ?

a-paysage granitique (Tafraout-Maroc) b-paysage basaltique .

Origine du magma Origine du magma

Malgré les températures élevées qui règnent dans les profondeurs du globe, les roches ne sont que très rarement à l’état fondu, car l’augmentation de la pression avec la profondeur entraîne aussi l’élévation de la température de leur point de fusion. cependant dans certaines dans certaines régions de l’écorce terrestre, à des profondeurs régions de l’écorce terrestre, à des profondeurs comprises entre 100 et 150 km (manteau comprises entre 100 et 150 km (manteau supérieur), là où la température est très proche supérieur), là où la température est très proche du point de fusion, une fusion partielle des roches du point de fusion, une fusion partielle des roches peut se produire dans ces zones.peut se produire dans ces zones.

D'où vient la chaleur qui fond les roches ?

définitions de base :définitions de base :

MAGMATISMEMAGMATISME : : Ensemble des phénomènes lié à la Ensemble des phénomènes lié à la formation, au déplacements et à la cristallisation des formation, au déplacements et à la cristallisation des magmasmagmas

MagmaMagma :Le magma est un matériel silicaté qui prend :Le magma est un matériel silicaté qui prend naissance a l’intérieur de la terre par la fusion partielle des naissance a l’intérieur de la terre par la fusion partielle des matériaux constituant la croute terrestre et/ou le manteau matériaux constituant la croute terrestre et/ou le manteau supérieur supérieur

Volcan: Volcan: est un relief ou un appareil qui met en relation est un relief ou un appareil qui met en relation la surface terrestre avec la partie interne du globe son la surface terrestre avec la partie interne du globe son altitude dépend de la quantité des matériaux surajoutés; altitude dépend de la quantité des matériaux surajoutés; viscosité de ses matériauxviscosité de ses matériaux

•la convection thermique Ce mécanisme implique l'existence de très lents mouvements des convection au sein du manteau qui provoquent un afflux calorifique plus élevé que la normale au dessus des courant ascendants.

•La décroissance radioactive de l'uranium, du thorium et d'un des isotopes du potassium est aussi une source importante de chaleur au sein même de la croûte terrestre où ces éléments ont tendance à s'accumuler.

•Il existe dans les profondeurs de notre planète une forte chaleur résiduelle. Elle atteint lentement les couches superficielles du manteau par conduction thermique d'une part, par convection d'autre part.

•Il semble même qu'il existe des sortes des colonnes étroites ascendantes, que les géologues ont baptisées panaches, quiapportent dans des zones bien circonscrites des quantités importantes de chaleur et à l'aplomb desquelles se trouvent les grands volcans insulaires, Hawaï, par exemple. Les géologues appellent ces zones ponctuelles des points chauds

La fusion partielle La fusion partielle Ce sont les parties les plus facilement fusibles de Ce sont les parties les plus facilement fusibles de

la roche qui fondent, fractionnant la roche en un la roche qui fondent, fractionnant la roche en un liquide, le magma, et un résidu réfractaire solide. liquide, le magma, et un résidu réfractaire solide. Ce n’est généralement qu’une faible fraction de Ce n’est généralement qu’une faible fraction de

la roche qui fond et la partie qui demeure à l’état la roche qui fond et la partie qui demeure à l’état solide reste importantesolide reste importante

Si la fusion est totale, la composition du magma Si la fusion est totale, la composition du magma est la même que celle de la roche originelle. est la même que celle de la roche originelle. En revanche, il n'en va pas de même lorsque la En revanche, il n'en va pas de même lorsque la fusion n'est que partielle: le magma présente fusion n'est que partielle: le magma présente alors la composition chimique des éléments les alors la composition chimique des éléments les plus fusibles de la roche originelle.plus fusibles de la roche originelle.

On observe une tendance générale des magmas à évoluer vers deux pôles : les magmas granitiques et les magmas basaltiques. Une fusion partielle du manteau supérieur donne naissance aux magmas basaltiques, alors que la fusion partielle de la croûte océanique entraînée le long d'une zone de subduction génère des magmas de nature granitique

Le magma nouvellement formé, moins dense que Le magma nouvellement formé, moins dense que les roches dont il est issu, tend à monter vers la les roches dont il est issu, tend à monter vers la surface du globe.surface du globe.

son passage à travers la croûte terrestre, son passage à travers la croûte terrestre, absorbant une partie des roches qu’il rencontre. absorbant une partie des roches qu’il rencontre. Cette absorption d'éléments Cette absorption d'éléments étrangers est un facteur de modification de la composition chimique de la masse magmatique.chimique de la masse magmatique.

La viscosité du magma étrangers est un facteur La viscosité du magma étrangers est un facteur de modification de la composition dépend de sa de modification de la composition dépend de sa teneur en silice. Plus il est riche en silice, plus il teneur en silice. Plus il est riche en silice, plus il est visqueux. C’est pour cette raison que les est visqueux. C’est pour cette raison que les magmas granitiques, riches en silice, n’atteignent magmas granitiques, riches en silice, n’atteignent que rarement la surface tandis que les magmas que rarement la surface tandis que les magmas basaltiques, pauvres en silice, donc plus fluides, y basaltiques, pauvres en silice, donc plus fluides, y parviennent plus aisément.parviennent plus aisément.

L’arrivée du magma à la surface L’arrivée du magma à la surface

L’arrivée du magma à la surface du globe est à l'origine L’arrivée du magma à la surface du globe est à l'origine des éruptions volcaniques.des éruptions volcaniques.

Donc quelles sont les types des éruptions volcaniques?Donc quelles sont les types des éruptions volcaniques? les les volcans rouges  aux éruptions effusives relativement   aux éruptions effusives relativement

calmes et émettant des laves fluides sous la forme decalmes et émettant des laves fluides sous la forme de coulées coulées . . Ce sont les volcans de « Ce sont les volcans de « point chaud », et les volcans d' «  », et les volcans d' « accrétion » principalement représentés par les  » principalement représentés par les volcans sous-marins  des  des dorsales océaniques  ; ;

les  les  volcans gris  aux éruptions explosives et émettant des   aux éruptions explosives et émettant des laves pâteuses et des cendres sous la forme de laves pâteuses et des cendres sous la forme de nuées ardentes ou coulées pyroclastiques  et de panaches  et de panaches volcaniques. Ils sont principalement associés au phénomène volcaniques. Ils sont principalement associés au phénomène de de subduction comme les volcans de la «  comme les volcans de la « ceinture de feu du Pacifique  ». ».

La dégazéification plus ou moins brutale du La dégazéification plus ou moins brutale du magma est responsable des phénomènes magma est responsable des phénomènes explosifs avec leurs projections de cendres, de explosifs avec leurs projections de cendres, de lapillis et de bombes. Une fois débarrassé de ses lapillis et de bombes. Une fois débarrassé de ses gaz, le magma s’épanche plus calmement, sous gaz, le magma s’épanche plus calmement, sous forme de coulées de lave. Le refroidissement des forme de coulées de lave. Le refroidissement des laves est rapide. Elles engendrent les roches laves est rapide. Elles engendrent les roches volcaniques (que certains appellent parfois aussi volcaniques (que certains appellent parfois aussi roches d’épanchement). Les basaltes sont les roches d’épanchement). Les basaltes sont les roches volcaniques les plus communesroches volcaniques les plus communes

Le basalteLe basalte est la roche volcanique la plus fréquente. Il est la roche volcanique la plus fréquente. Il constitue la plus grande partie de la croûte océanique. Les constitue la plus grande partie de la croûte océanique. Les minéraux sont toujours très petits, rarement visibles à l’oeil minéraux sont toujours très petits, rarement visibles à l’oeil nu.nu.

Basalte rhyolite

Roche effusive de composition granitique, de couleur claire,souvent vitreuse ou finement cristallisée.

Cristallisation du magma en profondeur:

Certains magmas sont trop visqueux pour atteindre la surface de la croûte terrestre. Ils cristallisent alors en profondeur, formant des poches lenticulaires degrandes dimensions, bien circonscrites, qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de kilomètres de longueur. Les géologues les nomment batholites. Le refroidissement très lent du magma (plusieurs millions d’années) donne naissance aux roches éruptives profondes. Certains auteurs les appellent aussi roches plutoniques. Les granites sont les roches éruptives les plus communes.

Le graniteLe granite est la roche plutonique la plus commune. Il constitue la plus grande partie de la croûte continentale. Le refroidissement lent a favorisé le développement de chaque constituant et la roche présente un aspect grenu.

Roche ignée, profonde et basique, composée de plagioclases calciques (labradorite), de clinopyroxène, éventuellement d'ortho pyroxène et d'olivine. Les gabbros sont relativement rares. Leurs équivalents superficiels sont les basaltes

Gabrro

Classification des roches Classification des roches magmatiquesmagmatiques

Généralement la classification des Généralement la classification des roches magmatiques repose sur 3 roches magmatiques repose sur 3 grandes critères :grandes critères :

1.1. Selon la texture et le mode de mise Selon la texture et le mode de mise en place en place

2.2. Selon la composition chimiqueSelon la composition chimique

3.3. Selon la composition minéralogiqueSelon la composition minéralogique

Texture Refroidissement Niveau de mise en place

Grenue Très lent

Profond

Microgrenue Intermédiaire

Microlitique Surface

VitreuseTrès rapide

à

1)Selon la texture et le mode de mise en place :

•une roche acide possède plus de 65% de silice•une roche intermédiaire possède entre 52 et 65% de silice•une roche basique possède entre 45 et 52% de silice•une roche ultrabasique possède moins de 45% de silice

2) Selon la composition chimique:

3) Selon la composition minéralogique

•une roche hololeucocratehololeucocrate est blanche, elle possède moins de 12, 5% de ferromagnésiens.•une roche leucocrateleucocrate possède entre 12, 5 et 37, 5% de ferromagnésiens.•une roche mésocratemésocrate possède entre 37, 5 et 62, 5% de ferromagnésiens.•une roche mélanocratemélanocrate possède entre 62, 5 et 87, 5% de ferromagnésiens.•une roche holomélanocrateholomélanocrate est noire avec plus de 87, 5% de ferromagnésiens.

Lame mince de granite Lame mince de basalte

1: olivine, 2: pyroxène, 3: feldspath, 4: pâte vitreuse

Classification des rochesClassification des roches magmatiquesmagmatiques

La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est basée sur la proportion des trois minéraux leucocrates essentiels des roches magmatiques : A, les feldspaths alcalins (Na : albite et K : orthose), P, les feldspaths calco-sodiques (plagioclases), Q, le quartz pour les roches sur-saturées en silice ou F, les feldspathoïdes pour les roches sous-saturées en silice. A P

Q

F

Le diagramme de StreckeisenLe diagramme de Streckeisen

Chaque sommet correspond à 100 % du minéral considéré. Le côté opposé au sommet correspond à 0 % du minéral.

60 % de quartz

20 % de quartz

0 % de quartz

80 % de f. a.

40 % de f. a.

100 % de quartz

100 % de felsdpaths

alcalins

0 % de f. a.

Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-P (feldspaths alcalins - plagioclases). Quartz (Q) et feldspathoïdes (F) se placent aux 2 sommets opposés : ainsi aucune roche ne peut contenir

l'association Q-F.

100 % de plagioclases

80 % de plagio.

40 % de plagio.

0 % de plagio.

Q

P

F

A

Deux versions du triangle sont proposés : une pour les roches plutoniques…

granitoïdes

Classification des roches magmatiques

Le diagramme de StreckeisenLe diagramme de Streckeisen

A P

Q

F

Deux versions du triangle sont proposés : une pour les roches plutoniques…

une pour les roches volcaniques.

Classification des roches magmatiques

Le diagramme de StreckeisenLe diagramme de Streckeisen

A P

Q

F

Roches plutoniques Roches volcaniques

Classification des roches magmatiques

Le diagramme de StreckeisenLe diagramme de Streckeisen

A P

Q

F

A P

Q

F

Les minéraux ferromagnésiens sont en proportion faible (quelques dizaines de %). La proportion de ces derniers minéraux généralement colorés, permet de définir l'Indice de Coloration (IC). En théorie, il est conseillé de ne pas utiliser cette classification lorsque l'IC > 90 %. En pratique, cette classification n'est plus très adaptée pour des roches ayant un IC > 50-60 %.

D’après Christian Nicollet

Classification des roches magmatiques

Le diagramme de StreckeisenLe diagramme de Streckeisen

Composition minéralogique

A P

Q

F

Identifier une roche magmatique dont la composition minéralogique modale est connue

Classification des roches magmatiques

1 : Texture grenue => plutonique

Q : 25 %

A : 20 %

P : 55 %

25 %

20 %

55 %

2 : Calcul de la proportion des minéraux A - P - Q ou F

Cette roche est une granodiorite.

un exemple…

Classification des roches magmatiques

Etape 1 : Déterminer à l’œil nu et à la loupe la texture probable de la roche

Etape 2 : Confirmer la texture par l’observation en lame mincetexture grenue

un exemple…

?

Identifier une roche magmatique dont la composition minéralogique modale est inconnue

Classification des roches magmatiques

Etape 3 : Déterminer les minéraux à l’œil nu et en lame mince

feldspath alcalin

quartz

biotite

Identifier une roche magmatique dont la composition minéralogique modale est inconnue

Classification des roches magmatiques

Etape 4 : Estimer l’abondance relative des différents minéraux leucocrates

quartz : entre 20 et 60 % ?

feldspaths alcalins dominants sur plagioclases ?

A P

Q

F

60 %

20 %

cette roche est un granite ?

Identifier une roche magmatique dont la composition minéralogique modale est inconnue

Intérêt des roches magmatiques Intérêt des roches magmatiques

La datation absolue par les éléments La datation absolue par les éléments radioactifs radioactifs

Ces roches sont utilisées dans Ces roches sont utilisées dans certains régions comme des certains régions comme des matériaux de constructionmatériaux de construction

Enrichissement des eaux souterrain Enrichissement des eaux souterrain par les minéraux par les minéraux

Fertilisent les sols pour l’agricultureFertilisent les sols pour l’agriculture

CONCLUSION CONCLUSION

A part leurs utilisations dans A part leurs utilisations dans le domaine minéralogique le domaine minéralogique les roches magmatiques les roches magmatiques présentent un source présentent un source d’énergie renouvelable très d’énergie renouvelable très important pour l’hommeimportant pour l’homme

La classification la plus courante dans les ouvrages de La classification la plus courante dans les ouvrages de vulgarisation distingue trois types de volcans suivant le vulgarisation distingue trois types de volcans suivant le type de type de lave qu'ils émettent et le type d' qu'ils émettent et le type d'éruption : :

en en volcan bouclier lorsque son diamètre est très supérieur à  lorsque son diamètre est très supérieur à sa hauteur en raison de la fluidité des laves qui peuvent sa hauteur en raison de la fluidité des laves qui peuvent parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; le parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; le Mauna Kea, , l‘ l‘ Erta Ale ou le  ou le Piton de la Fournaise en sont des  en sont des exemples ;exemples ;

en stratovolcan lorsque son diamètre est plus équilibré par en stratovolcan lorsque son diamètre est plus équilibré par rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité des laves ; il s'agit des volcans aux éruptions explosives des laves ; il s'agit des volcans aux éruptions explosives comme le Vésuve, le mont Fuji, le Merapi ou le mont Saint comme le Vésuve, le mont Fuji, le Merapi ou le mont Saint HelensHelens

en volcan fissural formé par une ouverture linéaire dans la en volcan fissural formé par une ouverture linéaire dans la croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la lave fluide ; les volcans des dorsales se présentent sous lave fluide ; les volcans des dorsales se présentent sous forme de fissure comme le Laki ou le Kraflaforme de fissure comme le Laki ou le Krafla