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Responsable Pr Mohammed AARABAU 2019 2020
Premiegravere partie
Les mateacuteriaux de la planegravete
Chapitre 2 Les RochesOrigines Caracteacuteristiques Mineacuteralogiques et classifications
Responsable Pr Mohammed AARAB
Deacutefinition
Les roches (du latin populaire rocca) sont des mateacuteriaux naturels
geacuteneacuteralement solides et formeacutes essentiellement ou en totaliteacute par
un assemblage de mineacuteraux comportant parfois des fossiles
(notamment dans les roches seacutedimentaires)
parfois du verre reacutesultant du refroidissement rapide dun liquide
(volcanisme friction)
parfois des agreacutegats dautres roches
La peacutetrologie est la science qui eacutetudie les meacutecanismes de formation et de transformation desroches
1egravere Partie ndash Les roches
La peacutetrographie est la science de la description et de lanalyse des roches
Les sciences qui eacutetudient les roches sont
Responsable Pr Mohammed AARAB
Geacuteodynamique Interne Geacuteodynamique Externe
Cycle geacuteologique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Aspects
La roche preacutesente une grande diversiteacute daspects
Elle peut ecirctre
souvent dure et coheacuterente deacutenommeacutee pierre (marbre granite) caillou
galethellip
friable ou inconsistante agrave limage de la craie et du talc presseacutes sous les
doigts
plastique comme largile humidifieacutee
meuble agrave lexemple du sable
agrave la limite liquide - huile - ou gazeuse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Selon leur composition et leur origine ou la modaliteacute de leur
formation les roches de lrsquoeacutecorce terrestre sont classeacutees en trois grandes
familles distinctes
+ Les roches Magmatiques
+ Les roches seacutedimentaires
+ Les roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterentes cateacutegories de roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
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1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
Deacutefinition
Les roches (du latin populaire rocca) sont des mateacuteriaux naturels
geacuteneacuteralement solides et formeacutes essentiellement ou en totaliteacute par
un assemblage de mineacuteraux comportant parfois des fossiles
(notamment dans les roches seacutedimentaires)
parfois du verre reacutesultant du refroidissement rapide dun liquide
(volcanisme friction)
parfois des agreacutegats dautres roches
La peacutetrologie est la science qui eacutetudie les meacutecanismes de formation et de transformation desroches
1egravere Partie ndash Les roches
La peacutetrographie est la science de la description et de lanalyse des roches
Les sciences qui eacutetudient les roches sont
Responsable Pr Mohammed AARAB
Geacuteodynamique Interne Geacuteodynamique Externe
Cycle geacuteologique
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1egravere Partie ndash Les roches
Aspects
La roche preacutesente une grande diversiteacute daspects
Elle peut ecirctre
souvent dure et coheacuterente deacutenommeacutee pierre (marbre granite) caillou
galethellip
friable ou inconsistante agrave limage de la craie et du talc presseacutes sous les
doigts
plastique comme largile humidifieacutee
meuble agrave lexemple du sable
agrave la limite liquide - huile - ou gazeuse
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1egravere Partie ndash Les roches
Selon leur composition et leur origine ou la modaliteacute de leur
formation les roches de lrsquoeacutecorce terrestre sont classeacutees en trois grandes
familles distinctes
+ Les roches Magmatiques
+ Les roches seacutedimentaires
+ Les roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterentes cateacutegories de roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
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1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
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1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
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1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
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1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
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1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
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1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
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1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
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Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
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Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
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Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
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La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
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Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
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Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
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La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
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Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
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Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
Geacuteodynamique Interne Geacuteodynamique Externe
Cycle geacuteologique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Aspects
La roche preacutesente une grande diversiteacute daspects
Elle peut ecirctre
souvent dure et coheacuterente deacutenommeacutee pierre (marbre granite) caillou
galethellip
friable ou inconsistante agrave limage de la craie et du talc presseacutes sous les
doigts
plastique comme largile humidifieacutee
meuble agrave lexemple du sable
agrave la limite liquide - huile - ou gazeuse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Selon leur composition et leur origine ou la modaliteacute de leur
formation les roches de lrsquoeacutecorce terrestre sont classeacutees en trois grandes
familles distinctes
+ Les roches Magmatiques
+ Les roches seacutedimentaires
+ Les roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterentes cateacutegories de roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
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1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
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1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
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1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
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1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
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La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
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Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
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La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
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Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches
Aspects
La roche preacutesente une grande diversiteacute daspects
Elle peut ecirctre
souvent dure et coheacuterente deacutenommeacutee pierre (marbre granite) caillou
galethellip
friable ou inconsistante agrave limage de la craie et du talc presseacutes sous les
doigts
plastique comme largile humidifieacutee
meuble agrave lexemple du sable
agrave la limite liquide - huile - ou gazeuse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Selon leur composition et leur origine ou la modaliteacute de leur
formation les roches de lrsquoeacutecorce terrestre sont classeacutees en trois grandes
familles distinctes
+ Les roches Magmatiques
+ Les roches seacutedimentaires
+ Les roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterentes cateacutegories de roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Selon leur composition et leur origine ou la modaliteacute de leur
formation les roches de lrsquoeacutecorce terrestre sont classeacutees en trois grandes
familles distinctes
+ Les roches Magmatiques
+ Les roches seacutedimentaires
+ Les roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterentes cateacutegories de roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
formeacutees agrave la surface de la Terre ou dans les mers par
laccumulation en couches de mateacuteriaux sous laction
dagents exogegravenes comme le vent et leau
LES ROCHES SEacuteDIMENTAIRES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes roches seacutedimentaires
Elles se deacuteposent en couches successives parallegraveles entre elles
Crsquoest la stratification
Quelle que soit lrsquoorigine la formation des roches seacutedimentaires repose sur
3 principes
curren Mobilisation
curren Transport et deacutepocirct
curren Diagenegravese
Elles se forment agrave la surface de la terre sur le sol ou au fond des eaux et
reacutesultent de lrsquoaction des agents drsquoalteacuteration drsquoeacuterosion de transport de lrsquoactiviteacute des
ecirctres vivants (pheacutenomegravenes biologiques) ou de pheacutenomegravenes purement physiques ou
chimiques
Ce sont donc des roches EXOGENES
Geacuteneacuteraliteacutes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Les roches seacutedimentaires sont engendreacutees par des meacutecanismes de
la geacuteodynamique externe
- Alteacuteration et eacuterosion
- Transport
- Seacutedimentation
- Diagenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les rochesLes diffeacuterents types de roches seacutedimentaires
FAMILLES ORIGINES Principales roches seacutedimentaires
SiliceusesDeacutetritique Sables Gregraves Poudingues et bregraveches
Chimique Silex Meuliegraveres
Alumineuses
Ou
Argileuses
Chimique
(alteacuteration des silicates)
Deacutetritique
(entraicircnement et deacutepocirct)
Argiles Schistes (argileux marneux ardoisiers siliceux charbonneux bitumineuxhellip)
Carbonateacutees
Ou
Calcaires
DeacutetritiqueBregraveches et Poudingues calcaires gregraves calcaires
Marnes Dolomies
Organique Calcaires coquilliers Lumachelle Craieshellip
Chimique Travertins Tufs calcaires oolithiques
Salines Chimique Sel gemme Gypse Sylvinite hellip
Carboneacutees
Ou
Charbonneuses
Organique Tourbe Lignite Houille
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Mineacuteraux reacutesiduels
et de neacuteoformations
Roches Chimiques
et biochimiques
Utiliseacutees par
des organismes
Preacutecipiteacutees
directement
solution
Alteacuteration chimique
preacutedominante Deacutesagreacutegation meacutecanique
preacutedominante
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification geacuteneacutetique Classification de Jung (1977)
Roche megravere
Roches deacutetritiquesRoches
reacutesiduelles
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
La classification est base sur la taille des grains Granulomeacutetrie
Exemple de classification geacuteneacuterale des roches seacutedimentaires
Classification descriptive Exemple classification des roches deacutetritiques
Etat Rudites Areacutenites Peacutelites2mm 40microm
Blocs ( Dgt20cm)
Roches Galets (2ltDlt20cm) Sables Boues
Meubles Graviers (02ltDlt2cm) Vases
Roches Poudingues Gregraves
Consolideacutees (Eacuteleacutements rouleacutes) Argilites
Bregraveches Arkoses (gt30 de Feldspath)
(Eacuteleacutements anguleux) Grauwakes (deacutebris rocheux)
Taille des eacuteleacutements
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
LES ROCHES MAGMATIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches
o les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en surface
apregraves une eacuteruption volcanique
o les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur lentement et
sans deacutegazage dans la chambre magmatique
o les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires entre
les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Les roches Magmatiques
Elles preacutesentent la particulariteacute drsquoecirctre issues de la consolidation drsquoun Magma
et se distinguent en
Surface
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1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Surface
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches
Concregravetement quest ce qui se passe
Volcan
+ couleacutees
Pluton
Semi profond
Profond
Roches filoniennes
Roches
plutoniques
Roches volcaniques
Refroidissement lent
-gt croissance des cristaux
Refroidissement rapide
-gt croissance des cristaux limiteacutee
Refroidissement semi-rapide
TEXTURES
Filons
Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
LES ROCHES MAGMATIQUES
(aussi qualifieacutees digneacutees)
formeacutees par la solidification de magmas
Roches volcaniques
Roches plutoniques
Roches filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les roches filoniennes
Toute une gamme de roches intermeacutediaires existent entre les deux pocircles
classiques (plutoniques et volcaniques)
Roches Groupes Sous groupeNiveau de
refroidissement
Roches
magmatiques
Roches
Volcaniques
Roche
VolcaniqueAir libre
Roche
HypovolcaniqueSemi profondeur
Roches
Plutoniques
Roche
peacuteri-plutonique
Roche
plutoniqueProfondeur
On parle de roches peacuteriplutoniques ou hypovolcaniques ce sont des
roches de semi-profondeur agrave texture microgrenue typiquement des intrusions
filoniennes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Quest quun magma
ldquoRoches fonduesrdquo caracteacuteriseacutees par
-Tempeacuterature eacuteleveacutee (600deg agrave 1500deg)
- Fluiditeacute
- Composition essentiellement silicateacutees
Lorsque cette masse se refroidit les mineacuteraux vont se cristalliser petit
agrave petit en respectant un certain ordre (certains cristallisent agrave des tempeacuteratures plus
importantes que drsquoautres)
On obtient des suites reacuteactionnelles
seacuteries de Bowen
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Chaque mineacuteral se forme agrave des tempeacuteratures diffeacuterentes
bull Certains sont stables agrave haute tempeacuterature (ex Olivine)
bull Drsquoautres ne sont stables qursquoagrave basse tempeacuterature (ex Quartz)
Tempeacuterature
1500degC
750degC
Olivine
Anorthite
Albite
Quartz
+ silice
+ silice
+ silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les suites reacuteactionnelles de Bowen
Trop chaud
pour le
volcanisme
Roches mafiques ultramafiques
(Magneacutesium Fer faible taux de silice)
(roches basiques)
Roches felsiques
(feldspaths silice)
(roches acides)
Andeacutesite
Diorite
---------------
Dacite
Granodiorite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Lrsquoorigine des magmas
De lrsquoeau agrave 90 degC ne bout pas au niveau du
sol (pied de la montagne) parce que le poids de lrsquoair qui se
trouve au-dessus (la pression atmospheacuterique) garde les
moleacutecules colleacutees les unes sur les autres
Plus haut dans lrsquoatmosphegravere cette eau bout
De mecircme la roche solide de lrsquoastheacutenosphegravere
fond partiellement (10 ) si elle est entraicircneacutee vers la
surface et que le poids de la roche qui se trouve au-dessus
diminue
La roche se refroidit tregraves peu dans un tel
courant ascendant
La roche se trouve fondue et remonte quand
la pression diminue
La roche de lrsquoastheacutenosphegravere fond aussi partiellement quand une plaque en
subduction lui amegravene de lrsquoeau ce qui abaisse sa tempeacuterature de fusion
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La mise en place des magmas
croucircte
manteau
Fusion
partielle
reacuteservoir
intrusive
effusive Comme lrsquohuile dans lrsquoeau le magma a une
masse volumique (nombre de gramme dans 1 cm3) plus
petite que le manteau qui lrsquoentoure et il cherche agrave monter
Il se force un chemin (= faire intrusion) en
deacuteformant et en fracturant la roche solide
Dans la croucircte la diffeacuterence de masse
volumique disparaicirct le magma cesse de monter et il
forme un reacuteservoir ougrave il se solidifie geacuteneacuteralement en
donnant des roches igneacutees intrusives
Plus rarement divers meacutecanismes
mettent le reacuteservoir sous pression et provoquent
lrsquoeacuteruption du magma hors du reacuteservoir et son
effusion en surface donnant des roches igneacutees
effusives
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
La fusion partielle de certains volumes de croute (continentale ou
oceacuteanique) peut engendrer de grandes quantiteacutes de roches fondues que lrsquoon appelle
magma
Dans certaines circonstances (contrastes de viscositeacute et de densiteacute
suffisants entre les roches encaissantes et le magma) ce magma remonte agrave travers
la croute agrave diverses profondeurs puis finit par recristalliser
Il recoupe les roches encaissantes
Comment le magma se fraye-t-il un passage dans les roches
qursquoil traverse
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Pour des contrastes de viscositeacute modeacutereacutes entre lrsquoencaissant et lrsquointrusion le
magma remonte agrave travers la croute en repoussant les roches encaissantes
il les deacuteforme dans ce cas on aura des intrusions dites diapiriques en forme de
bulle (les image de montgolfiegravere ou de champignon ont souvent eacuteteacute utiliseacutees pour illustrer la
forme de ces plutons)
Exemple drsquointrusion de forme diapirique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mode de formation drsquointrusionet type drsquointrusion
Dans drsquoautres cas par exemple dans des niveaux superficiels de la croute ou pour
des contrastes de viscositeacute assez grands on aura des intrusions de forme dite laccolitique
Le magma profite de zones de faiblesse comme les limites de couches
seacutedimentaires pour srsquoy insinuer
Les couches sont ainsi eacutecarteacutees deacutecolleacutees les unes des autres et le magma peut
srsquoy infiltrer
Exemple drsquointrusion de forme laccolitique
La reacutepeacutetition de ce meacutecanisme agrave
diffeacuterents niveaux donne des intrusions dites
en forme de sapin de Noeumll
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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La classification des roches magmatiques
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Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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Les seacuteries magmatiques
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Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
On deacutecrit lrsquoabondance du silicium Si de lrsquoaluminium Al du fer Fehellip dans un magma
en imaginant ces eacuteleacutements combineacutes agrave lrsquoeacuteleacutement le plus abondant lrsquooxygegravene O
On parle donc de concentration en silice SiO2 en oxyde de magneacutesium MgO en oxyde
de fer Fe2O3 etc
Dans la chimie des mineacuteraux SiO2 et Al2O3 servent de laquogranulatsraquo
et K Ca Na Fe et Mg servent de laquocimentraquo
Un magma tregraves riche en silice est toujours tregraves
pauvre en Fe et Mg
Pourquoi un magma est plus visqueux qursquoun autre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La viscositeacute des magmas
Rhyolite solidifieacutee lave felsique pacircle
Crsquoest un magma visqueux qui sort des volcans comme de la pacircte et qui
donne des roches pacircles
On qualifie un magma riche en silice de felsique
(feldspath K ndash silice - ique)
On appelle lave un magma qui srsquoeacutecoule du sol
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Photo de JD Griggs USGS
Crsquoest un magma qui coule comme de lrsquoeau et qui donne des roches fonceacutees
La viscositeacute des magmas
Un magma pauvre en silice donc riche en fer et magneacutesium
est qualifieacute de mafique (magneacutesium ndash fer - ique)
Basalte solidifieacutee lave mafique fonceacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique dapregraves le milieu de mise en place
La classification des roches magmatiques repose sur plusieurs critegraveres
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Classification mineacuteralogique (les mineacuteraux preacutesents dans la roche)
Classification chimique dapregraves le chimisme teneur en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification geacuteneacutetique (dapregraves le milieu de mise en place)
les roches volcaniques ou extrusives ou effusives refroidies brutalement en
surface apregraves une eacuteruption volcanique
les roches plutoniques ou intrusives qui se sont refroidies en profondeur
lentement et sans deacutegazage dans la chambre magmatique
les roches filoniennes (hypo-volcaniques et peacuteri-plutoniques) intermeacutediaires
entre les roches extrusives et intrusives et ayant subi un deacutegazage partielhellip
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull La taille et lrsquoarrangement des mineacuteraux drsquoune roche igneacutee sa texture
nous dit comment le magma a refroidi
bull Le refroidissement tregraves lent drsquoun magma dans son reacuteservoir donne des roches
phaneacuteritiques crsquoest-agrave-dire totalement formeacutees de cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
(phaneros = visible comme dans pheacutenomegravene)
Texture dite aussi Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement rapide drsquoune couleacutee de lave qui prend quelques mois donne
une texture aphanitique (a- = non non visible) agrave mi-chemin entre les texture
vitreuse et phaneacuteritique
Texture dite aussi Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
bull Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la fabrication des vitres
donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de se mettre en ordre et il nrsquoy a
pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Texture dite aussi Hyaline
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
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La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
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1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Une roche phaneacuteritique a un grain moyen ou grossier Le grain deacutesigne lrsquoensemble
des parties qui forment une roche telle qursquoon la voit agrave lrsquoœil
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue
bullTexture grenue porphyroiumlde
bullTexture pegmatitique
bullTexture aplitique
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue
bullTexture microgrenue porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
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an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline de nombreux cristaux ne sont visibles quau microscope optique
Crsquoest la textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique
bullTexture microlitique porphyrique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
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1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
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1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue les cristaux sont de mecircme taille (de lordre du mm ou du cm)
Gabbro Granite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture grenue porphyroiumlde de gros cristaux plutocirct automorphes sont
disperseacutes parmi des cristaux bien plus petits (de 5 agrave 10 fois)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture pegmatitique mineacuteraux de taille centimeacutetrique agrave pluri-centimeacutetrique
quartz et feldspath automorphes avec ou sans micas
Texture pegmatitique Texture pegmatitique graphique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches plutoniques
bullTexture aplitique quartz et feldspaths seuls en cristaux eacutequigranulaires
formant un assemblage de taille millimeacutetrique (roche hololeucocrate)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue Il ny a que de tregraves petits cristaux parfois difficile agrave
distinguer agrave lœil nu peu visibles agrave lrsquoœil nu (Roche microcristalline)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Holocristalline cristaux visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches intermeacutediaires
bullTexture microgrenue porphyrique cristaux automorphes de taille
centimeacutetrique (1 agrave 5 cm ou plus) disperseacutes dans une matrice tregraves finement
grenue dont le grain est parfois difficile agrave distinguer agrave lœil nu
Pheacutenocristaux
Matrice microgrenue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique microlites et microcristaux (en forme de baguettes) flottant
dans une pacircte
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hypocristalline cristaux non visibles agrave lrsquoœil nu
Textures des roches volcaniques
bullTexture microlitique porphyrique cristaux automorphes de grande taille
(pheacutenocristaux) enrobeacutes dans une pacircte
Un magma qui a drsquoabord refroidi lentement dans son reacuteservoir donne les pheacutenocristaux Puis
apregraves eacuteruption et il fini son refroidissement rapidement ce qui va donner la matrice aphanitique qui entoure
les pheacutenocristaux
Pheacutenocristaux
Matrice aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Texture Hyaline texture vitreuse
Textures des roches volcaniques
Le refroidissement brutal drsquoun magma comme on le pratique dans la
fabrication des vitres donne des roches vitreuses Les atomes nrsquoont pas le temps de
se mettre en ordre et il nrsquoy a pas de cristaux (et donc de mineacuteraux) dans la roche
Le refroidissement rapide drsquoune lave felsique a donneacute un
verre de type obsidienne
Si le magma avait eu le temps de cristalliser il aurait donneacute
un granite pacircle
Le verre lui est noir agrave cause drsquoimpureteacutes de magneacutetite ou
drsquooxydes de fer Crsquoest une exception agrave la regravegle felsique = pacircle
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification baseacutee sur leur texture baseacutee sur lobservation agrave lœil nu des roches
Comparaison au microscope polarisant
drsquoun gabbro phaneacuteritique et drsquoun basalte aphanitique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
La classification du double triangle QAPF de Streckeisen est
baseacutee sur la proportion des trois mineacuteraux leucocrates
essentiels des roches magmatiques
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-
P (feldspaths alcalins - plagioclases)
Quartz (Q) et feldspathoiumldes (F) se placent aux 2
sommets opposeacutes ainsi aucune roche ne peut contenir
lassociation Q-F
Chaque sommet correspond agrave 100 du
mineacuteral consideacutereacute Le cocircteacute opposeacute au sommet
correspond agrave 0 du mineacuteral
A P
Q
F
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
100 de
plagioclases
80 de plagio
40 de plagio
0 de plagio
A les feldspaths alcalins (Na albite et K orthose)
P les feldspaths calco-sodiques (plagioclases)
Q le quartz pour les roches sur-satureacutees en silice
F les feldspathoiumldes pour les roches sous-satureacutees en silice
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Deux versions du triangle sont proposeacutes
une pour les roches plutoniqueshellip
une pour les roches volcaniques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Composition
mineacuteralogique
A P
Q
F
1 Texture grenue =gt plutonique
Q 25
A 20
P 55
25
20
55
2 Calcul de la proportion des mineacuteraux A - P - Q ou F
Cette roche est une granodiorite
un exemplehellip
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est connue
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique Diagramme de streckeisen
Identifier une roche magmatique dont la composition
mineacuteralogique modale est inconnue
2 Estimer lrsquoabondance relative des diffeacuterents mineacuteraux leucocrates
- Quartz entre 20 et 60
- Feldspaths alcalins dominants sur plagioclases A P
Q
F
60
20
cette roche est
un granite
1 Texture grenue =gt plutonique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Les mineacuteraux ferro-magneacutesiens micas pyroxegravenes amphiboles et peacuteridots
(olivine) qui sont comme leur nom lindique des silicates de fer et de magneacutesium et
dont les couleurs sombres vont du vert fonceacute jusqursquoau noir (qui forment le groupe de
mineacuteraux coloreacutes (mineacuteraux mafiques)
Parmi lrsquoensemble des mineacuteraux (principalement les cardinaux) des roches
magmatiques on distingue
Le quartz les feldspaths calco-sodiques ou plagioclases les feldspathoiumldes qui
sont des mineacuteraux de couleur claire (mineacuteraux felsiques)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification mineacuteralogique
Ainsi on distingue en fonction du pourcentage des mineacuteraux mafiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Pour les roches Hololeucocrates (Plus de 90 de mineacuteraux clairs)
Pour les roches leucocrates (65ltMclt90 de mineacuteraux clairs)
bull Les granites
bull Les granodiorites
bull Les diorites quartziques
bull Les syeacutenites
bull Les diorites
bull Les syeacutenites neacutepheacuteliniques
Pour les roches meacutesocrates (35ltMclt65 de mineacuteraux clairs)
bull Les gabbros
Pour les roches meacutelanocrates (10ltMclt35 de mineacuteraux clairs)
bull Les meacutetagabbros
Pour les roches holomeacutelanocrates (moins de 10 de mineacuteraux clairs)
bull Les peacuteridotites
bull Les pyroxeacutenolites
Granite
Granodiorite
Syeacutenite
Diorite
Classification des roches magmatiques plutoniques en fonction de lrsquoindice de coloration
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Felsique Intermeacutediaire Mafique
Viscositeacute
Temperature de fusion
Phaneacuteritique
(Intrusive)
Aphaneacutetique
(Extrusive)
Granite Granodiorite Diorite Gabbro
Rhyolite Dacite Andeacutesite Basalte
Croissance du taux de Silice
Croissance du taux de Sodium
Croissance du taux de Potassium
Croissance du taux de Calcium
Croissance du taux de Magneacutesium
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Classification chimique Une classification baseacutee sur le chimisme
bull une roche acide possegravede plus de 65 de silice (rhyolite ou granite)
bull une roche intermeacutediaire possegravede entre 52 et 65 de silice (andeacutesite ou diorite)
bull une roche basique possegravede entre 45 et 52 de silice (basalte ou gabbro)
bull une roche ultrabasique possegravede moins de 45 de silice (Peacuteridotite)
Cette classification est baseacutee sur des analyses chimiques des roches magmatiques
En principe la richesse en silice exprime laciditeacute dune roche
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
La classification des roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Mineacuteraux des roches magmatiques (extrait du guide de lecture des cartes BRGM)
mineacuteraux abondants mineacuteraux peu abondants mineacuteraux rares
mineacuteraux principaux
roche volcanique
ROCHE PLUTONIQUE
qu
art
z
Ort
ho
se
(fe
lds
pa
th)
feld
sp
ath
pla
gio
cla
se
mic
a b
lan
c
mic
a n
oir
am
ph
ibo
le
pyro
xegrave
ne
Peacute
rid
ot
(oli
vin
e)
basalte
andeacutesite
GRANITE
PEacuteRIDOTITE
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Classification des roches magmatiques
Granite
Granite
Quartz
Orthoclase
Biotite
Plagioclase
Granite
Granodiorite
Quartz
Amphibole
Plagioclase
Diorite
Plagioclase
Amphibole
Gabbro
Plagioclase
Pyroxene
Peridotite
Pyroxene
Olivine
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Au cours de son ascension et de son stockage dans des chambres magmatiques
le magma peut subir en plus de la cristallisation fractionneacutee une contamination par
lencaissant lors de sa remonteacutee
Ainsi au cours du temps le magma va peu agrave peu eacutevoluer
La succession des roches deacuteriveacutees dun mecircme magma constitue une seacuterie magmatique
Ceci explique comment il est possible de passer dun magma basaltique agrave un
magma riche en silice
On distingue ainsi
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie tholeacuteitique
Le rapport Na-KSiO2 est faible et le magma est satureacute (il ny a pas de
feldspathoiumldes)
Le magma de deacutepart est un basalte tholeacuteitique (tregraves pauvre en silice) que lon
rencontre geacuteneacuteralement au niveau des dorsales oceacuteaniques des arcs insulaires et dans le
volcanisme continental (trapps)
Le basalte tholeacuteitique se forme agrave faible pression (donc agrave faible profondeur) agrave partir
du manteau
Ensuite par enrichissement progressif (contamination cristallisation
fractionneacutee) du magma
il y a formation dandeacutesites (islandites) puis de rhyolites Le stade basalte est le plus
courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie calco-alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est plus fort Na est dominant par rapport agrave K
Cette seacuterie se rencontre dans les zones de subduction (Cordillegraveres) et
les arcs insulaires eacutevolueacutes
Elle commence par des basaltes et va jusquaux rhyolites
Le stade intermeacutediaire andeacutesitique est le plus courant
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Les seacuteries magmatiques
La seacuterie alcaline
Le rapport Na-KSiO2 est fort
Les mineacuteraux caracteacuteristiques sont lolivine et les feldspathoiumldes cest
donc un magma sous-satureacute
Cette seacuterie se rencontre dans le volcanisme des domaines
continentaux stables
Elle va des basaltes aux trachytes Le stade basalte est dominant
Le magma ne se forme quagrave haute pression
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Exemple des seacuteries volcaniques des zones de subduction
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Parmi les roches plutoniques couramment rencontreacutees on a le granite
Cependant il existe un large eacuteventail de roches plutoniques variant par leur composition
mineacuteralogique
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
bull En cassant et en deacuteformant la croucircte les mouvements des plaques de lithosphegravere
(geacuteodynamique interne) peuvent entraicircner vers la surface des roches qui ont refroidi en
profondeur etou lrsquoeacuterosion (geacuteodynamique externe) peut enlever les terrains qui les
recouvrent
bull Le terme laquoplutonraquo deacutesigne tous les types de massifs rocheux intrusifs Les plutons sont
abondants au Queacutebec Certains types communs sont le sill le dyke et le batholite
Dyke = lame de roche
verticale ou oblique
Sill = lame de roche
horizontale
Batholithe = pluton de dimension reacutegionale
Dyke Sill
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Dykes et sills
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
Le deacutegagement des massifs intrusifs
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches magmatiques
- Les roches volcaniques
Refroidissement rapide
Pas de cristallisation (ou microlithes)
Peu de silice
LES BASALTES
Andeacutesitiques Shoshonitiques Tholeitiques
Volcanisme de subduction
- Ceinture du pacifique
- Arcs insulaireshellip
Volcanisme continental
- Massif centralVolcanisme sous marin
Volcanisme de points chauds
Crsquoest la roche la plus reacutepandue agrave la surface de la terre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
LES ROCHES MEacuteTAMOPHIQUES
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
+ Les roches meacutetamorphiques
dites aussi cristallophylliennes
formeacutees par la recristallisation (et geacuteneacuteralement la deacuteformation) de roches
seacutedimentaires ou magmatiques
sous laction de la tempeacuterature et de la pression qui croissent avec la
profondeur dans la croucircte terrestre ou au contact dautres roches
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
1 Meacutetamorphisme
Ensemble des transformations qui entraicircnent un reacutearrangement agrave
lrsquoeacutechelle atomique des eacuteleacutements drsquoune roche conduisant agrave une recristallisation
agrave lrsquoeacutetat solide (en preacutesence ou non drsquoune phase fluide) sous lrsquoeffet de
variations de tempeacuterature de pression ou de composition
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
2 Meacutetasomatose
Changement de la composition chimique drsquoune roche reacutesultant de
pheacutenomegravenes qui la laissent constamment et largement solide
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
3 Protolite
Roche initiale ou roche megravere qui par une seacuterie de transformations
geacuteothermobaromeacutetriques donne une roche meacutetamorphique
4 Paragenegravese
Association de mineacuteraux syngeacuteneacutetiques et jointifs Le
meacutetamorphisme entraicircne la transformation drsquoune paragenegravese initiale en une
nouvelle paragenegravese
Paragenegravese du protolite + Paragenegravese meacutetamorphique + Paragenegravese drsquoalteacuteration
Une roche meacutetamorphique
=
Exemple
Roches magmatiques
Roches seacutedimentaires
Roches meacutetamorphiques
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche seacutedimentaire on parle de
parameacutetamorphisme
Exemple 1 paragneiss deacuteriveacute drsquoun gregraves meacutetamorphiseacute
Lorsque le meacutetamorphisme affecte une roche magmatique on parle drsquo
orthomeacutetamorphisme
Exemple 2 orthogneiss deacuteriveacute drsquoun granite meacutetamorphiseacute
Lorsque plusieurs meacutetamorphismes affectent une roche on parle de
ploymeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les roches meacutetamorphiques
transformation agrave lrsquoeacutetat solide de roches preacuteexistantes
(magmatique seacutedimentaires ou meacutetamorphiques)
Ces transformations ont deux origines
bull Augmentation de Tempeacuterature
bull Augmentation de Pression
Plusieurs types de meacutetamorphismes
bull Haute TempeacuteratureBasse Pression (HTBP)
bull Haute TempeacuteratureHaute Pression (HTHP)
bull hellip
Pour la classification on ne va pas utiliser lrsquoorigine de la roche ldquomegravererdquo mais
les conditions du meacutetamorphisme le type de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Diagenegravese
Processus non destructifs de surface
Paramegravetres T lt 100degC et P lt 1 Kb
Agents eaux de surface
Meacutetamorphisme
Processus non destructif inteacuterieur
Paramegravetres T gt 100degC et P gt 1 Kb
Agents tempeacuterature pression liquides circulants
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les facteurs de transformation
Augmentation de Tempeacuterature
Remonteacutee drsquoun magma en surface (Meacutetamorphisme de contact)
Enfouissement des couches geacuteologiques en profondeur
(Proximiteacute du manteau)
Augmentation de Pression
Pression Lithostatique (poids des terrains supeacuterieurs)
Pression des fluides emprisonneacutes dans la roche
Tectonique (pression orienteacutee en zones de subduction et de collision)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Le gradient geacuteothermique
Valeur moyenne 1degC 30m
Origine de la chaleur interne chaleur drsquoaccreacutetion planeacutetaire +
chaleur latente de cristallisation du noyau + eacutenergie radioactive
laquo Une roche qui est enfouie en profondeur subit une hausse progressive
de la tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La tempeacuterature
Les hausses ponctuelles de tempeacuterature le contexte geacuteodynamique
Ce sont des zones ougrave les processus magmatiques plutoniques et volcaniques
sont importants
1048766 Zones de rifting (rift)
1048766 Zones drsquoaccreacutetion (dorsale oceacuteanique)
1048766 Zones de subduction (arc et cordillegravere volcanique)
1048766 Zones de collision (racine crustale des orogenegraveses)
1048766 Zones de points chauds (volcanismes intra-plaque)
laquoLes roches encaissantes au contact des reacuteservoirs magmatiques
subissent une hausse de tempeacuterature raquo
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
La pression est la force par uniteacute de surface exprimeacutee en Nmsup2 (1 Newton
par megravetre carreacute ce qui vaut 1 Pascal)
La pression atmospheacuterique nrsquoa aucun effet sur les processus
meacutetamorphiques
La pression lithostatique (pression solide Ps) augmente avec
lrsquoenfouissement drsquoune roche avec la profondeur
Les facteurs de transformation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
La pression
1048766 Pression lithostatique de type hydrostatique ou pression de
confinement
1048766 Equilibre dynamique et contrainte normale sans cisaillement ou
deacuteformation
Les facteurs de transformation
1048766 Champs de contrainte tectoniques (contexte geacuteodynamique)
1048766 Surpression tectonique orienteacutee
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Lrsquoeau
Agent diffuseur drsquoeacuteleacutements chimiques
Agent reacuteactif
Agents de rupture des liaisons faibles
laquo Lrsquoeau acceacutelegravere les eacutechanges drsquoions entre les phases mineacuterales en transformation raquo
Eau interstitielle (diagenegravese)
Eau secondaire (reacuteaction meacutetamorphique)
Eau marine (hydrothermalisme marins)
Eau continentale (hydrothermalisme continental)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Diageacutenegravese
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
Rq Meacutetamorphisme Tempeacuterature gt 300degc
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes)
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Augmentation thermique (200 ndash 800degC) au contact des intrusions
magmatiques (plutoniques filoniennes)
Le meacutetamorphisme de contact = (meacutetamorphisme thermique ou thermomeacutetamorphisme)
Aureacuteoles meacutetamorphiques (cm hm)
Paragenegravese mineacuterales de haute tempeacuterature au contact des intrusions
Meacutetasomatose importante
Exemple
- les corneacuteennes les schistes tacheteacutes et les schistes noduleux
- les quartzites
- les marbres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Facteur uniquement la tempeacuterature (remonteacutee drsquoun pluton magmatique)
A son contact les roches existantes subissent de fortes tempeacuteratures
Recristallisation des roches en preacutesence avec apparition de mineacuteraux nouveaux
Lrsquoinfluence du meacutetamorphisme de contact peut se voir sur quelques
dizaines de centimegravetres jusqursquoagrave quelques centaines de megravetres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
b Schistes noduleuxCristaux de phyllithe (mecircme famille
que les micas) + andalousite c CorneacuteennesRoches massives agrave grains fins
sombres
+ souvent andalousite
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Le meacutetamorphisme de contact
Intrusion
(Pluton)(a) (b) (c)
a Schistes tacheteacutesGros cristaux de cordieacuterite sans
formes particuliegraveres
Exemple Si la roche preacutesente sur place est de type argilite
Contact granite corneacuteenne
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Encaissant
Intrusion
Meacutetamorphisme
Etape 1 Vue en coupe
Etape 2 Erosion
Vue du haut
Encaissant
Intrusion
Aureacuteole de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de contact
Meacutetamorphisme de contact
Zone meacutetamorphiseacutee restreinte (filons plutons)
Processus allochimique
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Gradient meacutetamorphique dans lrsquoaureacuteole de contact
Aureacuteole de meacutetamorphisme (cm hm)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Cette fois la tempeacuterature et la pression jouent
Elles deacutefinissent les conditions thermodynamiques du meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme reacutegional
Plus lrsquoenfouissement des roches en profondeur est important plus la pression et la
tempeacuterature sont importantes plus le meacutetamorphisme est important
Recristallisation des roches (seacutedimentaires magmatiques ou deacutejagrave meacutetamorphiques) avec
apparition de mineacuteraux nouveaux (Tdeg et P)
apparition de structures particuliegraveres (P)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Structure de tregraves grandes dimensions
Liens avec un contexte geacuteodynamique reacutegional
a) Le meacutetamorphisme drsquoenfouissement
Il se trouve agrave la base de seacuteries seacutedimentaire eacutepaisses non plisseacutees
(plusieurs Kms) (400 ndash 450degC)
b) Le meacutetamorphisme thermodynamique
Chaicircnes de montagnes Les protolites subissent de tregraves fortes
contraintes tectoniques orienteacutees (et des augmentations thermiques plus ou moins
importantes) (jusqursquoagrave 700 ndash 800degC)
Les roches sont plisseacutees etou failleacutees
Schistositeacute de flux et foliation de structure
Migmatites (fusion partielle)
Le meacutetamorphisme reacutegional = meacutetamorphisme geacuteneacuteral
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Pression (kbar)
HP
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
HT Meacuteta de contact
No
n r
eacutea
lis
eacutee d
an
s la
na
ture
Epizone Mesozone Catazone
Anatexie
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les Zones du meacutetamorphisme Reacutegional
Zones Tdeg Roches Mineacuteraux
EPIZONE Tdeg lt 450degSchistes ardoisiers
Schistes seacutericiteux
Chlorite (vert)
Seacutericite
MESOZONE Tdeg lt 650degGneissMicaschistes
Amphibolites
Micas
Amphiboles
CATAZONE Tdeg gt 700 deg Granulites
Feldspaths
Grenats
Sillimanites
ANATEXIE Tdeg gt 900deg Granites drsquoanatexieOlivines
Pyroxegravenes
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone meacutetamorphiseacutee eacutetendue (montagnes bassin seacutedimentaire)
Processus isochimiques
Isotropieanisotropie des structures formeacutees
Passage progressif vers la fusion partielle (migmatites)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
On distingue deux principaux types
de meacutetamorphismes
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Meacutetamorphisme reacutegional
eacuteleacutevation de tempeacuterature et de pression
Meacutetamorphisme de contact
eacuteleacutevation de tempeacuterature
HPHT
Meacutetamorphisme reacutegional
Zone orogeacutenique (montagnes))
HT Meacuteta de contact
Voisinage intrusion
No
n r
eacutea
liseacute
e d
an
s la n
atu
re
Profondeur
approx
(km)
14
12
10
8
6
4
2
Pression
(kbar)
50
40
30
20
10
200 400 600 800Tempeacuterature (degc)
Diageacutenegravese
Le meacutetamorphisme de haute pression Dynamomeacutetamorphisme
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les diffeacuterents types de meacutetamorphisme
Le meacutetamorphisme de pression = (meacutetamorphisme dynamique)
Le meacutetamorphisme hydrothermal
Zones de circulation de fluides agrave haute tempeacuterature (x 100degC) en relation avec les
zones volcaniques et plutoniques
Meacutetasomatose freacutequente
Exemple
serpentinisation des roches basiques et ultra-basiques de la croucircte oceacuteanique
Augmentation de pression dans des plans de faille ou de cassure
Schistositeacute de fracture et breacutechification
Mylanite
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
On en distingue
Schistositeacute
Orientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux alignement des mineacuteraux dans le plan
perpendiculaire agrave la direction de la pression
Roche caracteacuteristique de lrsquoeacutepizone et de la meacutesozone
Structure originelle (litage) disparue
Structure des Schistes et Micaschistes
roche dorigine argiles hellip
Schistositeacute
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
On en distingue eacutegalement
Foliation
Recristallisation dans les directions de foliation et plan de schistositeacute
Alternance de bandes sombres (ferromagneacutesiens) et de bandes claires (Quartz
feldspaths)
Structure des Gneiss
roche dorigine Granite roche seacutedim
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Deacutefinitions et geacuteneacuteraliteacutes
Schistositeacute feuillage plus ou moins serreacute preacutesenteacute par certaines roches meacutetamorphiques
distinct de la stratification et selon lequel elles peuvent se deacutebiter en lames plus ou moins
eacutepaisses et reacuteguliegraveres
Foliation structure de certaines roches meacutetamorphiques ougrave agrave la schistositeacute srsquoajoute une
diffeacuterentiation peacutetrographique entre des lits constitueacutes de mineacuteraux diffeacuterents
Foliation
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoblastique
Cristaux de tailles sensiblement eacutegales en grains indenteacutes et fortement engreneacutes sans
orientation preacutefeacuterentielle apparente
1048766 Quartzite
1048766 Marbre
1048766 Corneacuteenne
Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture leacutepidoblastique
Cristaux en lamelles empileacutes les uns sur les autres formant des lits parallegraveles entre
eux et dont la direction geacuteneacuterale est celle des plans de schistositeacute ou celle de foliation
1048766 Schiste
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture granoleacutepidoblastique
Srsquoapplique agrave la structure des roches meacutetamorphiques montrant des lits de cristaux en
lamelles et parallegraveles alternant avec des lits de mineacuteraux engreneacutes et de mecircme taille
1048766 Micaschiste
1048766 Gneiss
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Structure des roches meacutetamorphiques
Texture cristallines
Texture porphyroblastique
Cristaux de grandes tailles porphyroblastes dans une matrice de cristaux plus fins
1048766 Marbre
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations Mineacuteralogiques
Tout mineacuteral nrsquoest stable que sous certaines conditions de Tdeg et P
Si on change ces conditions on a une recristallisation
Apparition de nouveaux mineacuteraux (ex grenat)
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Les Transformations
Transformations structurales
Orientation ou reacuteorientation des mineacuteraux en preacutesence
Schistositeacute
Foliation
Equante
Responsable Pr Mohammed AARAB
1egravere Partie ndash Les roches Roches meacutetamorphiques
Les transformation des roches meacutetamorphiques
Deacuteformation meacutecanique des roches qui provoque des structures particuliegraveres
Structure eacutequante Pas drsquoorientation preacutefeacuterentielle des mineacuteraux
Structure originelle conserveacutee
Meacutetamorphisme de contact
Souvent pour les roches composeacutees drsquoun seul mineacuteral
Quartzite
Marbre