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Les roches magmatiques

Le magmatisme

Il se divise en roches éruptives (ou volcaniques) et roches plutoniques.
Le magma est un mélange de cristaux et d'un liquide ; il se forme à la limite de la lithosphère et de l'asthénosphère (70 à 120 km de profondeur), par fusion partielle du manteau supérieur.
Le magma chaud monte vers la surface ; pendant l"ascension le magma se refroidit. Deux processus peuvent alors se dérouler.
- Le magma cesse son ascension dans la croûte ; il s'y refroidit lentement et cristallise en texture macrolitique (gros grains) : c'est le pluton.
- Le magma arrive en surface ; par décompression, il perd les gaz et vapeurs qu'il contient et devient de la lave, qui se refroidit rapidement et sera peu cristallisée. Elle va présenter une texture microlitique (cristaux dans une pâte, la mésostase).

Classement des roches magmatiques

Elles sont classées selon la proportion volumique des silicates qu'elles contiennent : quartz, feldspaths, micas, amphibole, pyroxène, olivine... À chaque roche plutonique correspond une roche volcanique équivalente mais de géométrie moléculaire différente, à laquelle on attribue un nom différent. Voici quelques correspondances :
- Plutonique :   Granite        Syénite     Diorite        Gabbro
- Volcanique :   Rhyolite      Trachyte    Andésite      Basalte
Note : "granite" est l'appellation géologique, "granit" est une appellation commerciale.

Le pluton

Selon l'origine et la différenciation, les roches plutoniques auront des compositions différentes : gabbro, diorite, granodiorite, granite, syénite, monzonite...
Les plutons de taille régionale sont des batholites, ceux de petite taille sont des diapirs.
- Première origine : pendant la subduction, la croûte océanique plongeante entraîne, par son poids, une partie de la croûte continentale dans le manteau. Celle-ci, soumise à température et pression élevées jusqu"à l'anatexie.
- Seconde origine : lors de la collision succédant à la subduction, la croûte continentale s'épaissit jusqu'à 80 km d'épaisseur (limite théorique) par enfouissement, atteignant température et pression jusqu'à l'anatexie.
La roche fondue remonte alors au travers de la lithosphère. L'ascension du liquide magmatique provient de la différence de densité entre le magma et l'encaissant solide (poussée d'Archimède) par des réseaux de failles. Si cette différence s'annule avant d'atteindre la surface, le magma bloqué en profondeur se refroidira lentement pour former un pluton.
Ce processus est à l'origine de la formation des continents et de l'orogénèse.

La lave

Issue de la croûte lors d'une éruption, elle peut différer d'un volcan à un autre ou, pour un même volcan, d'une éruption à une autre.
La température de la lave varie de 1.200 °C à moins de 850 °C. Sa viscosité évolue à l'inverse de sa température. Selon cette différenciation dans une chambre magmatique, la lave sera du basalte, du trachybasalte, du trachyandésite, de l'andésite, du trachyte, des rhyolites, des phonolites...
Mais la viscosité dépend aussi de sa nature chimique : plus elle est riche en silice, plus la viscosité augmente.
La lave débouche en surface en cône volcanique selon des dynamismes divers : coulées de lave, explosions stromboliennes (cendres et blocs), dômes, nuées ardentes, retombées de ponces... Pour une même lave, les couleurs, l'aspect seront différents selon la composition chimique.

Les volcans

Un volcan résulte de la montée puis de l'éruption d'un magma : émissions de lave, émanations ou explosions de gaz, projections de tephras, phénomènes hydromagmatiques... Les laves refroidies et les retombées de tephras peuvent s'accumuler sur des milliers de mètres d'épaisseur, formant des montagnes ou des îles.
On distingue deux types majeurs de volcans :
- Les volcans effusifs relativement calmes, qui émettent des coulées de laves fluides. Ce sont des volcans de "point chaud" et des volcans "d'accrétion", principalement représentés par les volcans sous-marins des dorsales océaniques.
- Les volcans explosifs qui émettent des laves pâteuses et des cendres, des nuées ardentes en coulées pyroclastiques, des panaches volcaniques. Ils sont principalement associés à la subduction des plaques tectoniques (ceinture de feu du Pacifique).
On compte environ 1.500 volcans terrestres actifs dont une soixantaine en éruption. Les volcans sous-marins sont beaucoup plus nombreux.

Les volcans de point chaud

Un point chaud est une zone fixe de formation de magma dans la couche limite entre noyau et manteau. La moindre densité du magma crée un diapir (panache) qui monte en colonne et fond par décompression vers 100 km, perce la lithosphère sous forme de volcan de "point chaud". La tectonique déplace la lithosphère au-dessus du panache, créant des alignements volcaniques basaltiques à la surface terrestre : archipels des îles Hawaii-Empereur, Marquises, Société, la Réunion, Maurice, Açores...
La composition chimique particulière de ces basaltes est différente des basaltes des dorsales océaniques, issus du manteau supérieur et se déplaçant avec les dorsales. Leur datation permet de déduire la vitesse de la plaque.
Les points chauds sont responsables d'énormes épanchements de magmas : les Trapps du Deccan vers 65 Ma, ceux de Sibérie, d'Éthiopie, ainsi que d'immenses plateaux océaniques : Kerguelen, Caraïbes...

   

Les Necks

Un neck est un grand relief volcanique résiduel pointu. C'est une ancienne cheminée volcanique solidifiée par remplissage de matière intrusive à la fin d'une éruption, dégagée ensuite par l'érosion. Cette lave solidifiée résiste mieux à l'érosion que les matériaux d'éjection qui l'entourent. Après érosion du cône, seule subsiste l'aiguille relique.

Les Dykes et les Sills

Le terme provient de l'anglais dyke (digue en français), se référant à la barre rocheuse constituée lorsqu'il se trouve en position proche de la verticale. C'est un filon intrusif de magma liquide injecté dans une fracture d'ouverture transversale de l'encaissant. Il traverse donc les autres roches plus anciennes. L'épaisseur d'un dyke varie de quelques centimètres à quelques dizaines de mètres ; son extension horizontale à l'affleurement peut atteindre plusieurs kilomètres.
Un sill est un lit de magma souvent horizontal, infiltré entre des couches de roche sédimentaire plus anciennes.
Dykes et sills formés dans des fractures se raccordent aux necks qui correspondent à des cheminées volcaniques. Ils résistent mieux à l'érosion que les cônes volcaniques, surtout constitués de cendres ou de scories.