Magmatique, roche

magmatique, roche, roche résultant du refroidissement, de la solidification et de la cristallisation de magma — roche en fusion provenant de l’intérieur de la Terre.

Les roches magmatiques, telles que l'obsidienne présentée ici, résultent du refroidissement et de la solidification rapides de magma.

Les roches magmatiques sont dites endogènes puisqu’elles se forment depuis l’intérieur de la Terre, à des températures et des pressions supérieures à celles existantes à la surface terrestre.

Le cycle de la roche représente l'interaction des processus internes (endogènes) et externes (exogènes) de la Terre. Il décrit notamment les processus de transformation de chacun des trois principaux types de roches (roches sédimentaires, métamorphiques et magmatiques) en roches de l'un ou l'autre des deux autres types, voire en roches d'un type spécifique différent. Les sédiments compactés, cimentés et parfois recristallisés forment des roches sédimentaires ; les roches soumises à de fortes chaleurs et pressions forment des roches métamorphiques ; les roches issues du refroidissement puis de la solidification de magma forment des roches magmatiques (ou ignées).

Leur formation se déroule en trois étapes successives. Tout d’abord, la roche du manteau supérieur ou de la croûte terrestre entre en fusion sous l’effet d’une source de chaleur interne ou par métamorphisme (processus de modification minéralogique dû à une augmentation de température et/ou de pression). Cette roche en fusion est appelée magma.

Ensuite, les magmas — moins denses et plus légers que les roches qui les entourent (densité de 2,9 contre 3,4) — montent vers la surface sous la poussée d’Archimède. La température du magma diminue à mesure qu’il se rapproche de la surface, car il s’éloigne de sa source de chaleur et les roches environnantes deviennent moins chaudes (gradient géothermique moyen de l’ordre de 30 °C par km). Les fortes pressions sur les roches environnantes favorisent également la formation de fractures par lesquelles le magma peut remonter vers la surface.

Enfin, le refroidissement et la solidification du magma aboutissent à la création d’une roche magmatique. Ce refroidissement dépend de la composition minéralogique du magma, puisque chaque minéral qui le constitue possède ses propres caractéristiques de fusion (température, pression). Le temps de refroidissement détermine la taille des cristaux : un lent refroidissement est à l’origine des gros cristaux du granite ; un refroidissement rapide est à l’origine de la finesse des cristaux de basalte).

Roche magmatique cristalline, la diorite est principalement composée de silice et d'alumine. Elle fait partie des roches magmatiques plutoniques. La diorite offre un aspect grenu.

Les roches magmatiques plutoniques (ou intrusives) se forment à partir de la solidification du magma, qui est très profondément enfoui dans la lithosphère (voir intrusions magmatiques). Ces roches, appelées batholites ou plutons, n’affleurent donc que sous l’action de l’érosion. Le refroidissement y est très lent, ce qui permet aux minéraux de cristalliser entièrement. Les cristaux, compacts et jointifs, sont de grande dimension ; ils sont visibles à l’œil nu : on parle alors de phénocristaux. La roche est de texture grenue, sans verre interstitiel, et de densité très élevée.

Cette catégorie de roches magmatiques regroupe tous les granites composés d’un ensemble de nombreux cristaux, uniformément répartis et colorés : les quartz (transparent, translucide, voire incolore lorsqu’il est pur), les feldspaths (éclat vitreux avec une couleur variant du blanc à des teintes variées de rose, jaune et rouge), et les micas (noirs et brillants). Les autres principales roches plutoniques sont la syénite, la diorite et le gabbro. Ces roches sont rigides, mais très cassantes lorsqu’elles sont soumises à des efforts mécaniques. C’est pourquoi elles sont principalement utilisées pour le remblai (gravillons) ou la construction (pierres de construction).

Les roches magmatiques volcaniques (ou effusives) se forment à partir du magma qui remonte des profondeurs de la Terre par des fractures proches de la surface lors d’éruptions volcaniques. Ces roches se solidifient rapidement à la surface de la lithosphère, ce qui aboutit à la création de minéraux à grain fin (comme le basalte de couleur gris foncé, constitué de peu de cristaux différents) ou des roches semblables à du verre (appelées obsidiennes). Les principales roches volcaniques sont, outre le basalte, la rhyolite, le trachyte et l’andésite.

À côté des roches provenant du refroidissement des laves, on distingue les roches hydrothermales formées à partir de fluides (gaz ou liquides) à hautes températures. Il y a également les pyroclastites qui sont éjectées de manière explosive vers l’atmosphère au cours d’éruptions volcaniques, pour retomber au sol à proximité immédiate du cratère. Leur taille varie des cendres et scories, aux bombes et lapilli (voir volcanisme).

Les roches magmatiques sont essentiellement composées de silice (SiO₂), avec une plus faible teneur en aluminium, fer, magnésium, calcium, sodium et potassium. La concentration en silice permet de différencier :

– les roches granitiques (provenant de magmas acides), qui sont riches en silice (supérieur à 66 p. 100) ; ces roches dominent sur les continents et se forment principalement dans les zones d’affrontement entre plaques tectoniques ; c’est le cas pour les granites (roches plutoniques) et les rhyolites (roches volcaniques) ;

– les roches intermédiaires, qui contiennent entre 52 et 66 p. 100 de silice (la diorite et l’andésite, par exemple) ;

– les roches basaltiques (provenant de magmas basiques), qui sont pauvres en silice (de 45 à 52 p. 100) ; ces roches dominent dans les océans et se forment principalement dans les dorsales médio-océaniques où se forme la nouvelle croûte océanique ; c’est la cas pour les gabbros (roches plutoniques) et les basaltes (roches volcaniques) ;

– les roches ultrabasiques, qui sont extrêmement pauvres en silice (moins de 45 p. 100) ; c’est le cas par exemple des syénites.