Classification des roches

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

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géologie / stratigraphie / paléontologie / minéralogie / tectonique / tectonique des plaques / cristallographie / sédimentologie / pétrologie / magma / métamorphisme / cristallisation fractionnée / cycle des roches / granulométrie / roches volcaniques / roches métamorphiques / roches sédimentaires / texture / roches plutonique / courant de conviction /

Justification

Définition écrite

{{Fiche Didactique Definition |Définition=

• Classication de types des roches

Une roche est un matériau formé par un agrégat naturel de minéraux, de fossiles, et/ou d'éléments d'autre(s) roche(s). La pétrographie (du grec petra= pierre, et graphê= décrire) est la science de la description et de l'analyse des roches. La pétrologie est la science qui étudie la formation et la transformation des roches.

Rocheux, rocheuse (adj.) : fait de roche, (synonyme caillouteux, [[pierreux]). Rocher (n.m.) : bloc de roche. Roc (n.m.) : synonyme de rocher, caillou très dur... Rocaille (n.f.) : tas ou amas de roches, rochers, pierres... Rocailleux (adj.): qui contient des pierres, roches... (synonyme pierreux). |Typologie=

• Distribution en catégories les roches selon un ou plusieurs critères
• La classification repose sur la composition et l'architecture des roches, caractères liés à leurs conditions géologiques de formation
• On distingue les roches (de manière très succinte) :

En fonction de la composition minérale : Roches mono-minérales, ou roches monominérale : composées d'un minéral majoritaire, ex : calcaire pur. Roches pluri-minérales, ou roches pluriminérale : agrégat de plusieurs minéraux, ex : [[granite. En fonction de l'homogénéité : Roches dures et cohérentes : " pierre " ; Roches plastiques : " argiles " ; Roches meubles : " arènes ", " sables " ; Roches fluides = liquide : " huiles ", pétroles ; Roches fluides = gazeuse : " gaz ". En fonction de leurs modes et milieux de formations : Roches exogènes (formées en surface de l'écorce terrestre) : roches sédimentaires (roches détritiques, roches biogènes, …) roches résiduelles. Roches endogènes (formées, au moins en partie en profondeur, à des pressions et températures supérieures à celles de la surface de l'écorce terrestre) : roches magmatiques (solidification de magmas) : roches plutoniques [intrusives] : elles ont cristallisé au sein de la lithosphère ; roches volcaniques [effusives] : elles se sont épanchées en surface ; roches hydrothermales : formées à partir de gaz ou de solutions à haute température, en relation avec des magmas ; roches métamorphiques (recristallisation de roches existantes, par suite d'élévations de pression et température le plus souvent liées à l'enfouissement), métamorphisme.

• Les roches magmatiques

Les roches magmatiques se forment quand un magma se refroidit et se solidifie:

Le granite: il se forme en profondeur par refroidissement très lent du magma. Il présente une texture grenue. On observe clairement les minéraux (p.ex. le granit du Tarn) Le basalte: il se forme à la surface par refroidissement rapide du magma. Les cristaux microscopiques ne sont pas visibles à l’oeil nu Au fil du temps, les roches magmatiques apparaissent à la surface de la terre. Par exemple au sommet d’une montagne. Par érosion, pluie, glace … de petites particules (sédiments) sont détachées et transportées. Il en résulte la formation de dépôts sédimentaires.

• Les roches sédimentaires

Le matériel sédimentaire provient de différentes sources. Il existe un vaste gamme de roches, dont les aspects sont très variés et les applications multiples. Le sable est une roche sédimentaire. Les grains de sable sont comprimés et se cimentent. D’autres exemples sont la craie et le calcaire, formés par des débris calcaires de corail, coquillages et squelettes. Les roches sont de nouveau soumises à des pressions très fortes. Il en résulte une transformation en roches métamorphiques.

• Les roches métamorphiques

Les roches sont soumises à une chaleur et à une pression intenses. Ces forces transforment les roches sédimentaires en un autre type de roche qu’on appelle “roche métamorphique”. Le sable se transforme ainsi en grès, le calcaire en marbre. Les roches métamorphiques retournent vers les grandes profondeurs de la terre et fondent en magma. Quand le magma refroidit, il se solidifie et une roche magmatique se forme.

• A. Classification des roches magmatiques

La classification des roches magmatiques n'a toujours pas été facile. Même si ces roches ne renferment qu'une dizaine de minéraux, ces derniers peuvent s'associer suivant des combinaisons diverses, et certains minéraux peuvent former des solutions solides, avec une variation progressives de la composition chimique de la roche. Il faut aussi tenir en compte de la mise en place des roches magmatiques et la distinction entre roches cristallisées et roches vitreuses, d’où une prolifération de noms de roches magmatiques. Les roches magmatiques peuvent être classées de plusieurs manières. Les classifications les plus utilisées sont celles basées sur : o le lieu de mise en place des roches magmatiques (granulométrie ou texture de la roche) ; o la composition minéralogique ; o la composition chimique. L’intérêt de classer les roches magmatiques permet : o une simplification en regroupant les différentes roches magmatiques existantes en grandes familles. o de reconnaître et déterminer facilement la nature des roches. o de regrouper les roches qui ont une origine voisine. 1. La granulométrie (ou texture) de la roche La texture (ou granulométrie) d’une roche dépend en grande partie du temps de refroidissement du magma. Ainsi, des roches ayant la même composition chimique et minéralogique peuvent avoir des textures différentes. En général, ce critère est utilisé pour subdiviser les roches magmatiques en roches plutoniques (roches à grains grossiers à moyens) et roches volcaniques (roches à grains fins, vitreuses ou porphyriques). On peut également ajouter à cette subdivision les roches intermédiaires ou subvolcaniques (hypabyssales). Ces trois divisions correspondent respectivement aux roches grenues, microlithiques (ou vitreuses) et microgrenues. 2. Composition minéralogique ou modale C’est le paramètre essentiel le plus accessible pour la classification des roches magmatiques. Les roches magmatiques sont composées d’une dizaine de minéraux essentiels. Ces minéraux peuvent être classé en fonction de leur couleur en deux classes en plus des minéraux accessoires: ¤ Les minéraux blancs - Quartz - Feldspaths alcalins (orthose, sanidine, microcline) - Feldspaths calco-sodiques ou plagioclases (albite, anorthite) - Feldspathoïdes (leucite, néphéline, mélilite). ¤ Les minéraux colorés - Olivines - Pyroxènes - Amphiboles - Micas ¤ Les minéraux accessoires: qui représentent moins de 1%. - zircon - apatite - sphène - épidotes - grenat - oxydes de Fe ou Ti), La composition minéralogique réelle d’une roche magmatique (mode) peut être déterminée par une observation au microscope polarisant (en utilisant le compteur de points). Cette détermination n’est possible que dans le cas d’une roche entièrement cristallisée (roche plutonique). La détermination de tous les minéraux de la roche s’effectue par balayage systématique de la lame mince grâce à un compteur de points muni d’un dispositif qui entraîne automatiquement la platine à chaque impulsion. Selon la proportion et la nature des principaux minéraux, les roches sont réparties en classes, ordres et groupes. a) Classification basée sur l'indice de coloration La couleur des roches éruptives est fonction de l'importance des minéraux clairs (blancs) ou foncés ( sombres ou colorés). - Les minéraux blancs: quartz et autres formes de la silice (calcédoine), feldspath (orthose, microcline et plagioclase) feldspathoïdes ( leucite et néphéline), muscovite (mica blanc). - Les minéraux colorés: pyroxènes (augite, hypersthène), amphiboles (hornblende), biotite (mica noir, péridots (olivines))... Ainsi, on dira d'une roche claire qu'elle est leurocrate et d'une roche foncée qu'elle est mélanocrate. Une roche à couleur intermédiaire sera dite mésocrate. on distingue donc: - Les roches leucocrates: constituées de 0 à 35 % de minéraux colorés. - Les roches mésocrates: 35-65 % de minéraux sombres (colorés) - Les roches mélanocrates: 65-90 % de minéraux colorés (sombres) - Les roches holomélanocrates (noires): 90-100 % de minéraux colorés b) Classification de Streckeisen Dans le but d’unifier la terminologie des roches magmatiques, l’Union Internationale des Sciences Géologiques (U.I.S.G.) recommande d’utiliser la classification de Streckeisen (1974) appelée aussi : classification internationale. Cette classification, basée sur les proportions de minéraux présents dans les roches et sur l’incompatibilité existant entre le quartz et les feldspathoïdes, est représentée par deux triangles équilatéraux ayant une base commune. Les sommets du triangle supérieur sont occupés par le quartz (Q), les feldspaths alcalins (A) et les plagioclases (P). Les sommets du triangle inférieur sont occupés par les feldspaths alcalins (A), les plagioclases (P) et les feldspathoïdes (f). Les feldspaths alcalins sont représentés par l’orthose et la microcline, les plagioclases par les feldspaths calco-sodiques (An05 à An100). Cette classification s’applique aux roches contenant moins de 90 % de minéraux ferromagnésiens. Pour les roches volcaniques, on utilise la même procédure, à condition de pouvoir déterminer la composition minéralogique (parfois difficile à cause de la finesse des minéraux). Les roches plutoniques sont en majuscules, les roches volcaniques en minuscules. Pour les roches situées dans le champ des diorites et gabbros, la distinction entre ces deux roches est basée sur la teneur en anorthite des plagioclases. Si An > 50 (plagioclase basique), la roche est un gabbros (basalte). Si An < 50 (plagioclase acide), la roche est une diorite (andésite). Pour classer les roches holomélanocrates (contenant plus de 90 % de minéraux colorés), on utilise un triangle dont les sommets sont occupés par l’olivine, l’orthopyroxène et le clinopyroxène. Les roches contenant plus de 40 % d’olivine sont des péridotites, celles en contenant moins sont des pyroxénites. Les péridotites sont divisées en dunites (plus de 90 % d’olivine), harzburgites (olivine + orthopyroxène), wehriltes (olivine + clinopyroxène) et lherzolites (olivine + orthopyroxène + clinopyroxène). 3. Composition chimique La composition chimique des roches magmatiques est le plus important et le plus précis des critères de classification des roches. L’inconvénient est qu’elle nécessite des travaux d’analyse au laboratoire, et ne permet pas une détermination rapide de la roche sur le terrain. La composition chimique des roches magmatiques est exprimée sous la forme de la teneur en % des oxydes principaux. On peut alors entamer une classification des roches en fonction de leur teneur en certains oxydes. L’analyse chimique permet aussi le calcul de la norme (composition minéralogique virtuelle) et donc de classer les roches volcaniques et vitreuses qui sont dépourvues de minéraux. a) Classification basée sur la teneur en silice SiO2 Parmi les oxydes principaux des roches magmatiques, c’est la silice qui domine. C’est pourquoi, la première façon de classer les roches magmatiques suivant la composition chimique est basée sur la teneur en SiO2. On peut ainsi distinguer : - Les roches acides : SiO2 > 65 % ; cas des granites et rhyolites. - Les roches intermédiaires : 52 % < SiO2 < 65 % ; cas des andésites et diorites. - Les roches basiques : 45 % < SiO2 < 52 % ; cas des basaltes et gabbros. - Les roches ultrabasiques : SiO2 < 45 % ; cas des péridotites et dunites.

b) Classification basée sur l’alcalinité de la roche Selon la relation entre Na + K et Ca, on peut distinguer : - les roches hyperalcalines : Na + K >> Ca - les roches alcalines : Na + K > Ca - les roches calco-alcalines : Na + K ~ Ca - les roches calco-sodiques ou calciques : Na + K < Ca

• B.Classification des roches sédimentaires

Il est possible de classer les roches sédimentaires en quatre grandes classes génétiques suivant les tableaux ci dessous.

les roches détritiques : elles sont formées de débris et de fragments issus de l’érosion mécanique et comme il s'agit d’un matériel issu de la terre, on les appelle aussi « terrigènes ». L’exemple type est le sable, la boue, et les graviers.

les roches chimiques : résultent de la précipitation (purement physico-chimique) de minéraux dans un milieu sursaturé, les évaporites (anhydrite, halite, gypse,...) en sont le meilleur exemple.

les roches biochimiques : sont le produit, comme leur nom l'indique, d'une activité organique ou biochimique. Dans certains cas, l'action des organismes modifie l'environnement chimique et le sédiment est précipité directement à partir d'eaux marines ou lacustres sursaturées. Dans d'autres, les organismes utilisent les carbonates, phosphates, silicates pour constituer leurs tests ou leurs os et ce sont leurs restes qui constituent les roches sédimentaires. Les exemples illustrant ce type de roches sont les phosphates, les lumachelles, le calcaire fossilifère et la craie.

les roches résiduelles : sont le résultat de la latéritisation qui s'effectue par dégradation de la roche mère sous un climat équatorial chaud et humide. Elles constituent des sols résultant du lessivage et du départ des éléments dissous avec une précipitation in situ de la matière résiduelle. La végétation et l’activité des organismes peuvent jouer un rôle essentiel dans ce phénomène. La bauxite, formée par l'altération des roches granitiques peut être facilement purifiée et transformée directement en aluminium.

les roches organogènes ou biologiques : sont des roches issues de la transformation et l’évolution de la matière organique sous les effets de l’augmentation de la température et de la pression lors de l’enfouissement poussé des séries sédimentaires. Les plantes accumulent des matériaux carbonés par photosynthèse et sont directement à l'origine du charbon. D'autres types de sédiments carbonés comme les schistes bitumineux, sont générés par des bactéries, le pétrole peut dériver soit de bactéries, de microflore et/ou de microfaune.

• C.La classification des roches métamorphiques par le biais des faciès métamorphiques utilise l'assemblage minéralogique à l'équilibre des roches étudiées

Chaque faciès métamorphique correspond à un champ de pression – température donné au sein duquel est présent un unique assemblage minéralogique à l'équilibre donné. Les limites entre les différents faciès correspondent à des réactions chimiques par le biais desquelles apparaissent ou disparaissent certains minéraux index. Le nom des faciès est tiré de ceux des roches de la séquence basique (roches de composition basaltique ou gabbroïque)[2].

-Séquences Les séquences métamorphiques sont un ensemble de roches métamorphiques de différents degrés métamorphiques, dont les compositions chimiques sont voisines, et étant issues d'un même type de protolithe. On distingue[3] :

la séquence arénacée, issue des roches sédimentaires gréseuses la séquence carbonatée, issue des roches sédimentaires carbonatées la séquence pélitique, issue des roches sédimentaires argileuses la séquence basique, issue des roches magmatiques basiques la séquence granitique, issue des granitoïdes -Séries Les séries métamorphiques correspondent à la succession de différentes roches métamorphiques le long d'un gradient pression – température. On distingue trois principaux gradients : le gradient haute pression – basse température, le gradient moyenne pression – moyenne température et le gradient basse pression – haute température[4].

Types de roches métamorphiques Les types de roches métamorphiques sont déterminés à partir d'éléments observés, tels que les structures ou les minéraux, sur ces dernières. Les grands groupes de roches métamorphiques se répartissent entre les schistes, les gneiss, les marbres et les métabasites.

LE CYCLE DES ROCHES

Lorsque les conditions ambiantes changent, les roches se transforment. Les minéraux qu'elles contiennent adoptent une nouvelle identité et de nouvelles caractéristiques. Les roches subissent des transformations perpétuelles. Les minéraux qui les composent sont alors réorganisés pour former un autre type de roche.

Le cycle des roches est une boucle fermée qui se répète sans cesse et qui nous permet de décrire et de représenter à la fois les environnements de formation des roches ignées, sédimentaires et métamorphiques ainsi que leurs transformations graduelles en d'autres types de roches soient ignées, sédimentaires ou métamorphiques.

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Définition graphique

• 

  cycle des roches

• 

  procédure de reconnaissance d'une roche sédimentaire

• 

  facièce métamorphique

• 

  les différents types des roches

• 

  tableau récapitulatif

• 

  volcan et magma

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Concepts ou notions associés

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sedimention / metamorphisme / volcanisme / cycle de roche / cristalisation / granulometrie / texture / structure / mineralogie / monominirale / pluminérale /

Classification des roches - Glossaire / (+)

Exemples, applications, utilisations

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Erreurs ou confusions éventuelles

• Confusion entre dureté - structure
• Confusion entre roche - pierre
• Confusion entre une roche est toujours solide
• Erreur fréquente: une roche calcaire est plus dure q'une roche sableuse

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Questions possibles

• Quels sont les différents types des roches ?
• Quels sont les critères utilisés pour classer les roches?
• Quelle relation existe-elle entre les différents types de roche?
• Existe-ils des gisements des roches magmatique en Tunisie?
• Quels sont les différents types des volcans?

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Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

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Aides et astuces

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Education: Autres liens, sites ou portails

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Bibliographie

Pour citer cette page: (des roches)

ABROUGUI, M & al, 2021. Classification des roches. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Classification_des_roches>, consulté le 4, mai, 2024

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