Pétrologie et Cycle des Roches

Roches Magmatiques (Ignées)§

Formation

• Cristallisation magma (roche fondue)
• Silicates fondus + gaz dissous (H₂O, CO₂, SO₂)

Classification selon Texture

Plutoniques (Intrusives)

• Refroidissement lent en profondeur
• Cristaux visibles (phanéritiques), gros
• Granite :
  • Felsique (>65% SiO₂)
  • Quartz + Feldspaths (orthose, plagioclases) + Micas
  • Continentale, batholithes
  • Rose, gris, blanc
• Diorite : intermédiaire, plagioclases + amphiboles
• Gabbro : mafique (<52% SiO₂), plagioclases + pyroxènes, sombre, croûte océanique

Volcaniques (Extrusives)

• Refroidissement rapide en surface
• Cristaux invisibles (aphanitiques) ou verre (obsidienne)
• Basalte : équivalent gabbro, noir, dorsales, Hawaii, trapps
• Andésite : intermédiaire, arcs volcaniques
• Rhyolite : équivalent granite, claire
• Obsidienne : verre volcanique, refroidissement instantané, noir brillant
• Ponce : très vésiculaire (bulles), flotte sur eau
• Tuf : cendres volcaniques consolidées

Série de Bowen

• Ordre cristallisation minéraux depuis magma (Norman Bowen, 1928)
• Continue : plagioclases (Ca → Na)
• Discontinue : olivine → pyroxène → amphibole → biotite
• Quartz + feldspaths alcalins + muscovite (derniers)

Roches Sédimentaires§

Formation

1. Altération : désagrégation roches (météorisation physique, chimique)
2. Érosion : transport (eau, vent, glace, gravité)
3. Sédimentation : dépôt sédiments
4. Diagenèse : compaction + cimentation → roche

Classification

Détritiques (Clastiques)

• Fragments roches préexistantes
• Conglomérat, Brèche : galets (>2 mm), arrondis ou anguleux
• Grès : sable (0,06-2 mm), quartz dominant, ciment siliceux/calcaire/ferrugineux
• Siltite : silt (0,004-0,06 mm)
• Argilite, Schiste : argile (<0,004 mm), feuilleté

Chimiques et Biochimiques

• Précipitation ions dissous ou biogénique
• Calcaire : CaCO₃, coquilles organismes, récifs coralliens, grottes (dissolution)
  • Craie : microorganismes (coccolithes)
  • Calcaires oolithiques, bioclastiques
• Dolomie : CaMg(CO₃)₂
• Évaporites : évaporation eau salée
  • Halite (NaCl), Gypse (CaSO₄·2H₂O), Sylvite (KCl)
  • Bassins fermés (Mer Morte, Great Salt Lake)
• Silex, Chert : SiO₂, spicules éponges, radiolaires
• Charbon : végétaux compactés (tourbe → lignite → houille → anthracite)
• Pétrole : matière organique (plancton), température, pression, temps

Structures Sédimentaires

• Stratification : lits horizontaux
• Rides (ripple marks), Fentes dessiccation, Granoclassement
• Indicateurs paléoenvironnement

Roches Métamorphiques§

Métamorphisme

• Transformation minéralogique/texturale roches solides
• Facteurs : température (200-800°C), pression (quelques kb-dizaines kb), fluides (H₂O, CO₂)
• Pas de fusion (sinon = magma)

Types de Métamorphisme

Régional (Dynamothermique)

• Grande échelle, chaînes montagnes, subduction
• Température + Pression
• Grades :
  • Bas : schistes (ardoise), phyllades
  • Moyen : micaschistes, gneiss
  • Élevé : gneiss œillés, migmatites (début fusion)
  • Très élevé : granulites, éclogites (haute pression)
• Foliation : orientation minéraux plats (micas) → schistosité

Contact (Thermique)

• Proximité intrusion magmatique
• Chaleur dominante
• Auréole métamorphique : marbres (calcaire cuit), cornéennes (argile)
• Pas de foliation marquée

Hydrothermal

• Fluides chauds, altération minéraux
• Métasomatose : changement composition chimique
• Gisements métallifères (or, argent, cuivre)

Cataclastique (Dynamique)

• Pression mécanique (failles)
• Broyage, brèches, mylonites

Roches Métamorphiques Courantes

• Ardoise : argile, bas grade, toits
• Schiste : foliation, micas abondants
• Gneiss : bandes claires/sombres (litage), feldspaths + quartz + micas
• Marbre : calcaire recristallisé, calcite grossière, sculpture (Carrare)
• Quartzite : grès métamorphisé, très dur
• Amphibolite : amphiboles + plagioclases
• Éclogite : très haute pression (subduction), grenat + pyroxène (omphacite), dense

Cycle des Roches§

Processus Continu

• Aucune roche “définitive”
• Magma → Ignée → Érosion → Sédimentaire → Métamorphisme → Métamorphique → Fusion → Magma
• Raccourcis possibles (ignée → métamorphique directement, etc.)
• Échelles temps : millions-milliards années

flowchart LR
    M["Magma"]
    PI["Roches Plutoniques\nGranite · Gabbro · Diorite"]
    PV["Roches Volcaniques\nBasalte · Rhyolite · Andésite"]
    RS["Roches Sédimentaires\nCalcaire · Grès · Argilite"]
    RM["Roches Métamorphiques\nGneiss · Schiste · Marbre"]

    M -->|"Refroidissement lent\nen profondeur"| PI
    M -->|"Refroidissement rapide\nen surface"| PV
    PI -->|"Érosion + Transport"| RS
    PV -->|"Érosion + Transport"| RS
    RS -->|"Enfouissement\nPression + Température"| RM
    RM -->|"Fusion partielle"| M
    PI -->|"Métamorphisme direct"| RM
    RS -->|"Fusion directe"| M
    RM -->|"Érosion"| RS