GRANITES ET RHYOLITES
Origine et cristallisation
La diversité d'aspect des massifs granitiques et l'homogénéité relative de leurs compositions ont donné lieu à de longues et âpres discussions, la controverse du granite, née de l'opposition de deux écoles : « neptuniste », avec A. G. Werner qui supposait le granite très ancien et produit par la sédimentation au sein d'un océan primitif, et « plutoniste », avec J. Hutton, qui insista dans sa thèse, en 1787, sur l'origine profonde et le mode intrusif de la mise en place du granite. Cette « controverse », partant d'observations différentes sur des objets différents, n'avait de chances d'aboutir que par des expérimentations en laboratoire. Dès le début du xixe siècle, un élève de J. Hutton, J. Hall, faisait fondre des roches magmatiques.
Travaux expérimentaux portant sur l'origine des granites
Liquides résiduels
Encyclopædia Universalis France
De nombreux travaux expérimentaux ont porté sur des systèmes synthétiques ou sur des systèmes naturels. Les travaux de O. F. Tuttle et de N. L. Bowen (1958) sont essentiels pour la compréhension du problème des granites. La majorité des granites dans le monde étant constitués à peu près exclusivement de quartz, de feldspath alcalin et de plagioclase, ils ont limité leurs travaux au « système résiduel » synthétique SiO2—KAlSi3O8—NaAlSi3O8—H2O (fig. 2). Ce système présente un minimum thermique M : en cristallisant, tout magma silicaté expulse un liquide devenant de plus en plus granitique. Une preuve de cette hypothèse est que l'ensemble des compositions de granites et de rhyolites dans le monde coïncide avec l'ensemble des points M déterminés pour des pressions de 1 à 5 kb (fig. 2b). O. F. Tuttle et N. L. Bowen ont conclu que les granites constituaient les produits les plus évolués et les plus tardifs de la cristallisation des magmas silicatés.
À la même époque, H. G. F. Winkler et F. von Platen ont suivi la démarche inverse : ils ont fondu des roches. Leurs matériaux de départ étaient synthétiques ou naturels. À 2 kb de pression d'eau et vers 600-700 0C, ils ont obtenu à partir de roches métamorphiques un liquide de composition granitique et un résidu infusible riche en micas et en silicates d'alumine, reproduisant ainsi en laboratoire un phénomène géologique très répandu dans les zones profondes des chaînes de montagnes : l'anatexie, ou fusion partielle avec production de corps granitiques diffus. Des magmas de composition granitique peuvent se former et cristalliser à des températures de l'ordre de 700 0C ; ces températures sont facilement atteintes dans la croûte, à condition que les teneurs en eau du milieu soient suffisantes.
Apparition et croissance des minéraux
Le refroidissement d'un magma granitique conduit à une roche cristallisée selon une continuité en deux étapes : le « liquidus » caractérise le passage de l'état totalement liquide à l'état solide + liquide, et le « solidus », le passage de l'état solide + liquide à l'état totalement solide.
Les phénomènes de cristallisation sont complexes : successivement, différents minéraux apparaissent, certains disparaissent et les compositions des phases minérales varient. L'observation des relations entre les cristaux de familles minérales différentes (les minéraux précoces sont inclus dans les minéraux plus tardifs) permet d'établir à partir du liquidus un ordre de cristallisation. Il n'est pas toujours facile de mettre en évidence l'association minérale cristallisant au solidus, car, fréquemment, les minéraux d'altération prennent alors le relais. Ils sont produits directement à partir de fluides percolant dans les pores de la masse granitique solidifiée ou proviennent de réactions de déstabilisation des minéraux magmatiques : développement de mica blanc, chlorite et épidote, transformations des feldspaths[...]
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Écrit par
- Bernard BONIN : professeur à l'université de Paris-Sud
- Jean-Paul CARRON : professeur de géologie à l'université de Bretagne-Occidentale, Brest
- Georges PÉDRO : directeur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique, membre de l'Académia Europaea
- Michel ROBERT : directeur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique, chargé de mission auprès du ministre de l'Écologie, membre de l'Académie d'agriculture de France
Classification
Médias
Granite
Jacques-Marie Bardintzeff
Composition chimique des principaux granites
Encyclopædia Universalis France
Diagramme de Streckeisen
Encyclopædia Universalis France
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