ROCHES (Formation) Pétrologie
Méthodes d’études
Une fois formées, les roches subissent une évolution diversement longue et compliquée. Pour toutes ces raisons, il est généralement impossible d'assister à la formation d'une roche, hormis certaines roches volcaniques effusives, et l'on ne peut qu'observer le résultat visible d'une succession de processus dont les effets se sont superposés. L'art de la pétrologie consiste alors, à partir de descriptions et d'analyses à toutes les échelles, à décrypter ce puzzle, en se référant constamment aux lois qui gouvernent la matière, quantifiées à l'aide d'expériences appropriées. Les résultats obtenus sont testés par calculs (simulation). En confrontant ces résultats avec les données analytiques, on pourra éventuellement modifier certains paramètres du « modèle » afin d'obtenir le meilleur accord possible.
Les roches sont formées de phases, qui sont des corps souvent pratiquement purs : les minéraux. La minéralogie est donc partie intégrante de la pétrologie. Les autres phases parfois présentes dans les roches sont les verres silicatés et les phases fluides, dont on n'observe que des reliques piégées dans de microscopiques cavités de certains cristaux, dites « inclusions fluides ».
Un aspect particulièrement important de la pétrologie concerne les changements de composition minéralogique. Ces phénomènes sont étudiés dans le cadre rigoureux et fort élaboré de la chimie physique ou thermodynamique chimique.Quelles que soient les phases constitutives, les particularités chimiques des roches et l'évolution de ces particularités (éléments majeurs, mineurs, traces) sont des aspects essentiels de leur étude. La pétrologie doit donc inclure dans ses méthodes celles de la géochimie.
Mais les évolutions des roches ne sont pas uniquement chimicominéralogiques. L'étude des textures et des structures donne de précieux renseignements sur les dynamiques de cristallisation et de recristallisation, ainsi que sur les déformations subies. La tectonophysique et la tectonique apportent ainsi à la pétrologie structurale leurs méthodes et leurs fondements physiques et mécaniques.
Ces divers aspects de la pétrologie sont développés ci-dessous. Le caractère des roches, à fortes implications physico-chimiques, ne doit jamais faire oublier le fait que celles-ci sont des matériaux naturels, à histoire le plus souvent extrêmement complexe, presque toujours polyphasée. L'examen et la description précise d'échantillons par des méthodes simples (depuis l'observation à l'œil nu, sur le terrain, jusqu'à l'examen au microscope polarisant [cf. encadré Un outil essentiel : le microscope polarisant]) constituent l'étape préliminaire indispensable de toute étude pétrologique. Par exemple, le microscope polarisant permet de déterminer simplement et rapidement la nature de la plupart des phases minérales présentes dans la roche, et parfois même d'en estimer plus ou moins grossièrement la composition chimique. En outre, et surtout, il permet l'observation fine des relations géométriques, voire chronologiques entre ces phases (présomption d'équilibre ou, au contraire, de déséquilibre entre deux espèces minérales, par exemple). Bien entendu, la plupart de ces observations ne sont pas quantifiables et leur interprétation reste souvent ambiguë. À ce stade de l'étude, l'expérience de l'opérateur est irremplaçable et se compare mieux à celle du médecin effectuant un diagnostic qu'à celle du physicien et du chimiste auxquels il va devoir s'assimiler pour la suite de sa recherche.
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Écrit par
- Maurice LELUBRE : professeur émérite à l'université de Toulouse-III-Paul-Sabatier
- Alain WEISBROD : ingénieur de l'École nationale supérieure de géologie appliquée (E.N.S.G.), professeur à l'E.N.S.G., Nancy
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Cycle des roches
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Autres références
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ACIDES ROCHES
- Écrit par Jean-Paul CARRON
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En pétrographie, on qualifie de « roches acides » celles qui contiennent plus de 65 p. 100 en poids du constituant SiO2 (la silice). Comme les minéraux les plus siliceux — à l'exception bien entendu du quartz — sont les feldspaths alcalins, pour lesquels la teneur en SiO2 est précisément...
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ANDÉSITES ET DIORITES
- Écrit par Jean-Paul CARRON , Encyclopædia Universalis , Maurice LELUBRE et René MAURY
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C'est à l'abbé Haüy (Traité de géognosie de J. F. d'Aubuisson de Voisins, 1819), qui mettait ainsi l'accent sur la présence, dans ces roches plutoniques, de minéraux différant nettement les uns des autres par leur couleur, que les diorites doivent leur nom (du grec diorizô... -
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Les argiles ont été utilisées très tôt dans l'histoire de l'humanité, après le silex et la pierre taillée. Ce matériau possède des propriétés plastiques particulières : facilement modelable, il peut être figé de façon irréversible, ce qui a permis les premières applications domestiques...
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BASALTES ET GABBROS
- Écrit par Jean-Paul CARRON , Encyclopædia Universalis et René MAURY
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Les basaltes et les gabbros sont des roches magmatiques dont la composition chimique est très voisine. Basaltes et gabbros sont en effet intimement liés géographiquement puisqu'ils représentent les constituants largement majoritaires de la croûte océanique (ou « plancher océanique »). Schématiquement,...
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