Granite riche en quartz. © Piotr Sosnowski, CC by-sa 4.0, Wikimedia Commons
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Comment sont classifiées les roches magmatiques ?

Question/RéponseClassé sous :Géologie , géochimie , roches magmatiques
 

La classification des roches magmatiques a plusieurs objectifs, dont celui de faciliter leur reconnaissance. Elle illustre également l'origine et la genèse des roches. Plusieurs systèmes de classification existent, se basant soit sur la composition minéralogique, soit sur la composition chimique.

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Les roches magmatiques sont souvent définies suivant quelques critères fondamentaux : l'acidité, la saturation, l'alcalinité et la coloration.

Quels paramètres sont utilisés pour classifier les roches magmatiques ?

L'acidité d'une roche magmatique dépend de sa teneur en silice (SiO2). On distingue ainsi les roches acides (SiO2 > 65 %), les roches intermédiaires (52 % < SiO2 < 65 %), les roches basiques (45 % < SiO2 < 52 %) et les roches ultrabasiques (SiO2 < 45 %). Les granites par exemple, sont des roches acides, les andésites sont des roches intermédiaires, les basaltes et les gabbros sont des roches basiques, et les péridotites des roches ultrabasiques. L'acidité des roches peut être estimée à l'œil nu par la présence ou l'absence de cristaux de quartz. Dans ce cas, on fait appel au critère de saturation. La saturation est à peu près similaire à l'acidité mais elle prend en compte l'expression minéralogique de la richesse en SiO2, qui est la présence de cristaux de quartz. Ainsi, une roche présentant des cristaux de quartz est dite sursaturée, une roche sans quartz ni feldspathoïdes est dite saturée, et une roche à feldspathoïdes est dite sous-saturée.

On entend également souvent parler de roches alcalines ou hyperalcalines. L'alcalinité d'une roche se définit par rapport à la présence des feldspaths alcalins albite ou orthose. La teneur en minéraux alcalins et en silice permettra la différenciation de roches sub-alcalines, alcalines, calco-alcalines et calco-sodiques.

Enfin, le pourcentage de minéraux ferromagnésiens, qui sont des minéraux colorés, permet de différencier les roches magmatiques suivant leur coloration. Entre 0 et 12,5 % de ferromagnésiens, les roches sont blanches et désignées comme roches hololeucocrates. Les roches leucocrates contiennent entre 12,5 et 37,5 % de ferromagnésiens, les roches mésocrates entre 37,5 et 62,5 %, les roches mélanocrates entre 62,5 et 87,5 % et les roches holomélanocrates (totalement noires) entre 87,5 et 100 %.

La classification de Streckeisen

Cependant, le système de classification le plus utilisé est celui de Streckeisen, mis au point en 1974. Cette classification est basée sur l'incompatibilité d'existence entre le quartz et les feldspathoïdes. En effet, la cristallisation de ces minéraux est conditionnée par la teneur en silice du liquide magmatique et les suites de réactions chimiques qui ont lieu dans le liquide font qu'il est impossible d'avoir une coexistence quartz-feldspathoïdes.

La classification de Strekeisen se représente donc sous forme d'un diagramme en double triangle contenant quatre pôles : un pôle Quartz, un pôle Feldspathoïde, un pôle Feldspath alcalin et un pôle Plagioclase (feldspath calco-sodique). Chaque pôle représente la teneur 100 % du minéral, le 0 % se situant sur le côté opposé du triangle. Les deux triangles sont jointifs au niveau de la ligne Feldspath alcalin-Plagioclase. Les pôles Quartz et Felsdspathoïdes forment les deux sommets opposés, illustrant leur incompatibilité. Le 0 % de chacun de ces deux minéraux se situe ainsi sur la base commune des deux triangles. L'ensemble des roches magmatiques contenant moins de 90 % de ferromagnésiens peut ainsi être placé dans ce diagramme suivant la teneur relative de ces quatre minéraux.

Diagramme de Streckeisen simplifié pour les roches plutoniques. Q représente le pôle Quartz, A le pôle Feldspath alcalin, P le pôle Plagioclase et F le pôle feldspathoïde. © jd, Domaine public, Wikimedia Commons
Diagramme de Streckeisen détaillé pour les roches à quartz (roches plutoniques). © jd, Domaine public, Wikimedia Commons

Un autre diagramme permet de classifier les roches contenant plus de 90 % de ferromagnésiens (roches sombres) : péridotites et pyroxénites. Il s'agit d'un diagramme en triangle basé sur les pourcentages en orthopyroxène, clinopyroxène et olivine.  

Diagramme pour les roches contenant plus de 90 % de ferromagnésiens (roches sombres). © Ariel Provost (pour la traduction des labels en français), CC by-sa 4.0, Wikimedia Commons

Le diagramme de Streckeisen est valable pour les roches volcaniques comme pour les roches plutoniques puisqu'il se base sur la composition minéralogique et non pas sur la texture de la roche magmatique.

Rappelons qu'un liquide magmatique peut cristalliser soit en profondeur pour donner une roche plutonique (cristallisation lente, les minéraux seront bien cristallisés et identifiables), soit en surface pour donner une roche volcanique (cristallisation rapide, minéraux mal cristallisés ou très petits). Pour une même composition minéralogique on peut donc obtenir deux roches différentes.

Quelques exemples

Pour placer un échantillon sur le diagramme de Streckeisen, il faut donc les proportions relatives des trois composants : Quartz, Plagioclases, Feldspaths, ou bien Feldspathoïdes, Plagioclases, Feldspaths. La somme des pourcentages doit toujours être égale à 100 %. Ces proportions sont issues de l'observation au microscope et de l'utilisation d'un compteur de points (pour les roches plutoniques) ou calculées à partir de la composition chimique de la roche (pour les roches volcaniques).

Un échantillon de roche magmatique présentant 30 % de quartz, 40 % de feldspaths et 30 % de plagioclases est donc un granite (si c'est une roche plutonique) ou une rhyolite (si c'est une roche volcanique). Un échantillon marqué par la présence de 5 % de quartz, 90 % de plagioclases et 5 % de feldspaths est gabbro (roche plutonique) ou un basalte (roche volcanique).

Gabbro. © Anders Damberg, Geological Survey of Sweden SGU, CC By 2.0, Wikimedia Commons
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