roche

Assemblage naturel de minéraux cristallisés.

Il existe, toutefois, des roches renfermant des quantités variables de matière plus ou moins amorphe (verres volcaniques, allophane) et des roches essentiellement constituées de produits organiques (charbons, pétroles). L’immense majorité des roches sont des objets solides, mais certaines sont meubles (sables), plastiques (argiles), liquides ou même gazeuses (hydrocarbures). La plupart sont constituées de minéraux différents, mais elles sont parfois formées par l’assemblage de grains de même nature. L’étude des roches, ou pétrographie, est l’une des disciplines majeures de la géologie.

Selon leur origine, les roches sont réparties en trois grandes catégories :
— les roches éruptives, qui résultent de la cristallisation d’un magma ;
— les roches sédimentaires, qui, déposées dans les océans ou les lacs, proviennent de l’altération et de l’érosion de roches préexistantes ;
— les roches métamorphiques, qui résultent de la transformation de roches préexistantes sous l’influence de fortes augmentations de température et/ou de pression, sans que ces facteurs aboutissent à une fusion totale du matériau originel.

Roches éruptives et métamorphiques sont souvent regroupées sous le nom de roches endogènes (formées en profondeur), par opposition aux roches exogènes, ou sédimentaires, formées à la surface ou à proximité de la surface de la Terre.

Les roches sédimentaires affleurent sur environ 75 p. 100 de la surface des continents, mais, si l’on considère l’ensemble de la croûte terrestre (de la surface à 30 ou 40 km de profondeur), les roches éruptives sont de très loin majoritaires et forment près de 95 p. 100 de la croûte.

Les roches éruptives

Elles sont habituellement divisées en deux grandes catégories : les roches platoniques et les roches volcaniques, ou effusives.

Constitution

Elles sont, pour l’essentiel, formées de silicates ou d’alumino-silicates. Bien qu’il existe plus de mille espèces minéralogiques, les minéraux qui constituent plus de 99 p. 100 des roches éruptives appartiennent à un nombre très restreint de familles. Les principales sont les suivantes : silice (surtout sous forme de quartz), qui représente environ 12 p. 100 de l’ensemble des minéraux des roches éruptives ; feldspaths et plagioclases (59,5 p. 100) ; pyroxènes et amphiboles (16,8 p. 100) ; biotite ou mica noir (3,8 p. 100) ; minéraux titanés (1,5 p. 100) ; autres minéraux (olivine, feldspathoïdes comme la néphéline, l’apatite, etc., 6,4 p. 100).

Roches plutoniques et roches volcaniques ne se différencient pas par la nature de leurs constituants minéraux, mais par leur structure (tailles relatives et arrangements des cristaux). Les premières résultent de la cristallisation en profondeur d’un magma, tandis que les secondes ont été portées à la surface à la faveur de fissures de la croûte terrestre. De ce fait, les roches plutoniques, refroidies lentement, sont largement cristallisées (structure grenue où les divers minéraux sont visibles à l’œil nu). Au contraire, les roches volcaniques, brusquement refroidies, subissent un phénomène de trempe en arrivant à la surface, et leurs cristaux sont très petits (structure microlithique).

Genèse

Les magmas dont dérivent les roches éruptives peuvent être assimilés à des bains de silicates fondus renfermant, en outre, des quantités variables de gaz sous pression (vapeur d’eau, gaz carbonique, etc.). Il existe deux grandes catégories de magmas qui diffèrent par leur origine, leur température initiale, leur composition chimique et leur comportement dans la croûte terrestre.

Les magmas basaltiques résultent de la fusion locale de zones situées à la limite de la croûte terrestre et du manteau supérieur. On suppose que ces zones sont formées de roches nommées péridotites. Les magmas granitiques proviennent de la fusion d’anciennes roches métamorphiques.

Lors de la cristallisation d’un magma, les minéraux apparaissent dans un ordre déterminé. Ce sont les minéraux dont la température de cristallisation (ou de fusion) est la plus élevée qui se forment les premiers ; ces minéraux précoces sont également ceux qui renferment le moins de silice. Au contraire, les minéraux tardifs ont une température de fusion beaucoup plus faible et sont riches en silice. La cristallisation d’un magma est un phénomène dynamique. Les premiers minéraux formés peuvent, lorsque la température diminue et si la composition chimique du magma s’y prête, disparaître et céder la place à de nouveaux minéraux. Cette succession est connue sous le nom de suite réactionnelle de Bowen. Chaque étape de cette suite nécessite, pour se réaliser, de la silice. Le déroulement plus ou moins complet de la suite réactionnelle dépendra donc directement de la composition initiale du magma. À partir d’un magma basaltique, relativement pauvre en silice, seuls des minéraux comme l’olivine, les pyroxènes ou les plagioclases calciques pourront se former.

Au contraire, à partir d’un magma granitique, la succession des réactions pourra se dérouler et on aboutira à un assemblage de micas, feldspaths et quartz, tous les minéraux pauvres en silice, comme l’olivine, les pyroxènes ou les plagioclases calciques ayant disparu.

Classification

La classification des roches éruptives est fondée sur leur composition minéralogique. À chaque assemblage minéralogique correspondent une roche grenue (plutonique) et une lave.

Utilisation

Les roches éruptives sont très utilisées dans la construction et les travaux publics. De plus, de nombreux gisements de substances utiles sont associés aux roches éruptives. En effet, à la fin de la cristallisation d’un magma apparaissent souvent des minéraux hydrothermaux qui se présentent sous forme de filons. C’est notamment le cas de nombreux sels métalliques de plomb, de zinc, d’uranium, etc., et de minéraux exceptionnels, comme le béryl ou le diamant.