L'étude des roches magmatiques : le granite et le basalte - 1er S
Classe:
Première
Introduction
Au cours d'un volcanisme, le magma issu des profondeurs de la terre monte et se cristallise soit en profondeur soit en surface pour former des roches magmatiques.
La structure de ces roches dépend de plusieurs facteurs dont la vitesse de cristallisation et la nature de la lave.
I. Le basalte
1. Structure macroscopique
Le basalte est une roche volcanique issue d'un magma refroidi rapidement au contact de l'eau ou de l'air.
C'est le constituant principal de la couche supérieure de la croûte océanique.
L'observation d'un échantillon de basalte à l'œil nu montre que cette roche est de couleur sombre, gris foncé ou noire et est compacte.
Sa structure n'est pas visible mais on peut observer souvent des cristaux de quelques centimètres de taille de couleur verdâtre.
2. Structure microscopique
L'observation de lame mince de basalte permet de voir que le basalte est une roche mélanocrate à holomélanocrate (sombre à très sombre).
Il a une structure microlithique, et il est composé essentiellement de plagioclases, de pyroxènes, d'olivine, et de magnétite.
Il se présente sous forme de pâte non cristalline amorphe (en verre).
II. Le granite
1. Structure macroscopique
Le granite est une roche magmatique plutonique. C'est à dire qu'il s'est formé en profondeur par refroidissement lent du magma.
C'est une roche cohérente et homogène, constituée de minéraux apparents. De plus il s'agit d'une roche acide (claire) et très dense $(2.7).$
Sa texture est grenue et la taille de ses grains est supérieur à un millimètre donc visibles à l'œil nu.
2. Structure microscopique
A l'aide du microscope polarisant, il est possible d'observer différents types de minéraux.
Ces derniers apparaissent de couleur et d'aspect différent.
Un premier type de minéraux ayant une forme allongée et qui est constitué de clivages parallèles.
Sa couleur en lumière polarisée est verte mais peut varier du bleu au jaune (de plus il s'éteint quatre fois par tour).
Il s'agit du mica, facilement reconnaissable.
Un second qui a un aspect plutôt sale.
Il a une couleur gris-noire et se repère notamment grâce à ses zébrures.
On observe également qu'il s'éteint lorsque l'on fait bouger le polariseur ; c'est-à-dire qu'il devient noir.
On en déduit donc que c'est un plagioclase.
Un troisième qui couvre l'ensemble des teintes de gris.
Il peut varier d'une teinte plutôt claire à une teinte plus foncée. Sa forme est assez irrégulière mais il se repère notamment grâce à son homogénéité.
Il s'éteint lorsque la lumière n'est pas polarisée. On a reconnu ici le quartz.
Enfin un dernier de couleur gris-blanc ayant un aspect lui aussi plutôt sale, est constitué de deux parties.
L'une de ses parties s'éteint tandis que l'autre s'éclaire et inversement lorsque l'on bouge le polariseur.
Cette particularité est celle de l'orthose.
III. Lien entre structure et mode de formation des roches magmatiques
1.Les roches volcaniques : le basalte
Les roches volcaniques proviennent du refroidissement du magma à la surface de la terre.
Ce magma est riche en fer et en magnésium, mais pauvres en silice.
Sa température, sa composition chimique et ses caractéristiques thermodynamiques expliquent le caractère souvent effusif des laves.
Toutefois au cours d'un refroidissement rapide des laves, les minéraux cristallisent par étapes mais rapidement.
Les gros cristaux de pyroxènes et d’olivine se forment les premiers, les plagioclases, formés de microlites, apparaissent ensuite.
En surface, à cause d'un refroidissement subite, une pâte amorphe prend en masse et forme un verre englobant les minéraux.
Ainsi, l'origine du magma ; sa composition et sa cristallisation en contact avec l'air libre déterminent le mode de formation, la diversité, la structure cristalline et la texture microlitique des roches volcaniques.
2. Les roches plutoniques : le granite
Les roches plutoniques sont nées du refroidissement lent en profondeur d'un magma très riche en silice et pauvre en fer et en magnésium au cours duquel les minéraux cristallisent par étapes.
Les plagioclases cristallisent les premiers, l'orthose ensuite.
Le quartz cristallise et la biotite termine la marge, englobée dans les autres minéraux.
Le granite constitue l'exemple type de mode de formation des roches plutoniques.
L'origine de son magma $($à moins de $50\,km$ de profondeur$)$, sa structure cristalline, sa texture grenue, sa température, sa composition et le lieu de mise en place le justifient bien.
Il est mis en place entre $10$et $30\,km$ à des températures relativement faibles.
Il est riche en silice avec une structure holocristalline et une texture grenue.
IV. Classification des roches magmatiques
Une classification simplifiée des roches magmatiques est basée sur la texture (roche volcanique ou plutonique), la composition chimique et la minéralogie (tableau 1).
En ce qui concerne la composition chimique, les roches magmatiques sont essentiellement composées d'oxygène et de silicium (ces deux éléments forment plus de $70\%$ de la composition chimique des roches magmatiques) exprimées sous forme de pourcentage en silice $\left(SiO_{2}\right).$
En ce qui concerne la minéralogie, les roches magmatiques sont surtout composées de quartz, feldspaths (alcalins et plagioclases), olivine, pyroxènes, amphiboles et micas.
Remarques
$\blacktriangleright\ $Les granites sont les roches caractéristiques de la croûte continentale et les basaltes caractérisent la croûte océanique.
$\blacktriangleright\ $Les Les magmas acides sont très visqueux.
Ils auront donc tendance à cristalliser en profondeur, d'où la formation d'une roche plutonique (granite).
Les roches volcaniques acides (rhyolites) sont donc rares.
$\blacktriangleright\ $Les Au contraire, les magmas basiques sont peu visqueux, ils auront donc tendance à remonter en surface et cristalliser donnant une roche volcanique (le basalte).
Les gabbros (roches plutoniques basiques) sont donc rares
Conclusion
Les roches magmatiques dites aussi roches ignées résultent de la consolidation de magmas.
Si elles forment l'essentiel du volume de la croûte terrestre, le gros de la surface de la croûte est occupé par des roches sédimentaires.
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