Classification des roches

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{{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.

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.

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 . Ces trois divisions correspondent respectivement aux roches grenues, microlithiques (ou vitreuses) et microgrenues.

  • B.Classification des roches sédimentaires

Il est possible de classer les roches sédimentaires en cinq grandes classes génétiques .

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, laboue, 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. 

-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 :

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.

. 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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  • Depuis la préhistoire, l’Homme exploite les roches du sous-sol pour satisfaire ses besoins (constructions, fabrication d'outils, d’œuvres d’art) selon leurs propriétés.

Certaines roches peuvent être utilisées directement tandis que d’autres subissent des transformations pour être utilisables

  • 1. Roches utilisées directement par l’Homme

Certaines roches extraites du sous-sol peuvent être directement utilisées par l’Homme. a. Fabrication d’outils Le silex est une roche sédimentaire qui se présente sous forme de nodule ou de plaquettes. Elle est dure, lisse et éclate lorsqu’elle subit un choc. Les propriétés de cette roche ont été utilisées dès la préhistoire pour la fabrication d'outils de chasse.

b. Matériaux de construction L’ardoise est une roche utilisée pour la construction de toitures. Cette roche possède différentes propriétés. La principale qualité de l'ardoise est d'être fissile, c'est-à-dire qu'on peut la détacher en minces feuillets. Par ailleurs, elle est légère, imperméable et non absorbante. Elle ne se fracture pas sous l'effet du gel puisque l'eau ne pénètre pas à l'intérieur. Elle résiste à l'écrasement, à la rupture et à une température de 200 °C. Les acides n'ont aucun effet sur elle. Le granite est une roche magmatique plutonique dure et résistante. Il constitue un bon matériau de construction. Après polissage, il est utilisé pour la réalisation de pierres tombales, de tables …. L'exploitation du granite n'est pas récente. En effet en -5000 avant J.-C., l'Homme utilisait le granite pour sculpter des menhirs et des dolmens.

2. Roches utilisées par l’Homme après transformation Certaines roches, pour être utilisables, doivent subir des transformations.

a. Fabrication du verre Le verre est fabriqué à partir d’une roche non cohérente : le sable. Le sable, fondu à haute température pendant 24 heures, se transforme en une pâte de verre visqueuse qui peut ainsi prendre toutes les formes possibles. Étirée et aplatie entre des rouleaux, elle peut former une feuille de verre de plusieurs mètres permettant la formation de vitres. Soufflée, elle permet la réalisation de vases, de bouteilles, etc.

Une fois mis en forme, le refroidissement doit être parfaitement contrôlé afin d’éviter la formation de cristaux. Le verre est très utilisé, car c’est un bon isolant électrique (à basse température), mais aussi un isolant thermique lorsqu’il est présenté sous forme de laine de verre (matériau formé de fils de verre très fins). b. Fabrication des tuiles et des briques Les tuiles et les briques sont fabriquées à partir de l’argile, roche provenant de la dégradation mécanique et chimique de roches préexistantes. L’argile est une roche facilement malléable, c'est-à-dire qu’elle peut prendre toutes les formes qu’on lui donne : on parle de moulage ou de façonnage de l’argile.

Celle-ci, une fois mise en forme, est séchée, puis cuite pendant plusieurs jours dans des fours. On obtient ainsi des tuiles et des briques de construction, mais aussi toutes sortes de céramiques utiles pour la fabrication d'assiettes, de pots, de vases, etc.


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