Sciences de la Vie et de la Terre · 2ème année collège
Les roches magmatiques et métamorphiques
Le basalte, le granite, le schiste et le marbre racontent chacun où ils se sont formés. Apprendre à lire cette histoire.
01 Trois familles de roches
En 1APIC, tu as étudié les roches sédimentaires, formées par dépôt de particules. Il en existe deux autres familles, nées non pas du dépôt mais de la chaleur et de la pression régnant à l'intérieur de la Terre.
| Famille | Origine | Exemples |
|---|---|---|
| Sédimentaire | Dépôt et compaction de particules | Calcaire, grès, argile |
| Magmatique | Refroidissement d'un magma | Basalte, granite |
| Métamorphique | Transformation à l'état solide | Schiste, marbre, gneiss |
02 Les roches magmatiques
Définition
Une roche magmatique résulte du refroidissement et de la solidification d'un magma, c'est-à-dire d'une roche fondue. Selon l'endroit où ce refroidissement a lieu, on obtient deux types très différents.
Roches volcaniques : refroidissement rapide
Le magma arrive en surface sous forme de lave. Au contact de l'air ou de l'eau, il se refroidit en quelques heures. Les cristaux n'ont pas le temps de grandir : la roche est formée de petits cristaux noyés dans une pâte vitreuse. On parle de structure microlithique. Le basalte en est l'exemple type : sombre, dense, à grain très fin.
Roches plutoniques : refroidissement lent
Le magma reste bloqué en profondeur et refroidit sur des milliers d'années. Les cristaux ont tout le temps de se développer : ils sont gros et visibles à l'œil nu, entièrement jointifs. C'est la structure grenue. Le granite en est l'exemple type, avec ses trois minéraux reconnaissables : quartz translucide, feldspath blanc ou rosé, et mica noir brillant.
La règle à retenir
Plus le refroidissement est lent, plus les cristaux sont gros. La taille des cristaux raconte donc l'histoire de la roche : à grain fin, elle a refroidi en surface ; à gros grains, elle a refroidi en profondeur.
Expérience à faire en classe. Fais fondre du soufre ou de la vanilline, puis divise en deux. Une moitié refroidie brutalement sur une plaque froide donne une masse presque vitreuse ; l'autre laissée refroidir lentement forme de beaux cristaux visibles. La même substance, deux aspects : seule la vitesse a changé.
03 Les roches métamorphiques
Définition
Une roche métamorphique provient de la transformation d'une roche préexistante sous l'effet d'une forte pression et d'une forte température, sans passer par l'état liquide. La roche reste solide : elle se réorganise.
Le point crucial. Si la roche fond, ce n'est plus du métamorphisme : c'est la formation d'un magma, donc d'une roche magmatique. Le métamorphisme se fait à l'état solide. C'est la question qui tombe le plus souvent en contrôle.
| Roche de départ | Devient | Aspect obtenu |
|---|---|---|
| Argile | Schiste | Se débite en feuillets parallèles |
| Calcaire | Marbre | Cristaux serrés, aspect luisant |
| Schiste très transformé | Gneiss | Lits clairs et sombres alternés |
Les minéraux se réorientent perpendiculairement à la pression : c'est ce qui donne au schiste ses feuillets et au gneiss ses bandes. Cette organisation est la signature du métamorphisme.
04 Identifier une roche
Devant un échantillon, procède par questions successives.
- Voit-on des grains collés ou des fossiles ? Roche sédimentaire.
- La roche est-elle faite de gros cristaux jointifs, sans orientation ? Roche plutonique, type granite.
- Est-elle sombre et à grain très fin, parfois avec des bulles ? Roche volcanique, type basalte.
- Présente-t-elle des feuillets ou des lits orientés ? Roche métamorphique.
À toi. Une roche claire présente de gros cristaux visibles, sans aucune orientation particulière. D'où vient-elle ?
C'est une roche magmatique plutonique, probablement du granite. Les gros cristaux indiquent un refroidissement lent, donc en profondeur. L'absence d'orientation écarte le métamorphisme, où les minéraux s'alignent sous la pression.
05 Le cycle des roches
Aucune roche n'est définitive. Chacune peut se transformer en une autre, indéfiniment.
- Une roche exposée à l'air est érodée : ses débris forment une roche sédimentaire.
- Enfouie profondément, cette roche subit pression et chaleur : elle devient métamorphique.
- Enfouie plus profondément encore, elle fond et donne un magma.
- Ce magma refroidit et forme une roche magmatique, qui sera à son tour érodée.
Le lien avec la tectonique
Ce cycle est entièrement piloté par le mouvement des plaques : la subduction enfouit les roches, la collision les comprime, le volcanisme les fait remonter. Les trois chapitres précédents expliquent le moteur ; celui-ci en montre le résultat dans la matière.
✓ L'essentiel
- Roche magmatique
- Née du refroidissement d'un magma. Volcanique si le refroidissement est rapide en surface, plutonique s'il est lent en profondeur.
- Structure microlithique
- Petits cristaux dans une pâte vitreuse : refroidissement rapide. Exemple : le basalte.
- Structure grenue
- Gros cristaux tous visibles et jointifs : refroidissement lent. Exemple : le granite.
- Roche métamorphique
- Transformée par la pression et la chaleur, à l'état solide. Argile → schiste, calcaire → marbre.
- Cycle des roches
- Toute roche peut devenir sédimentaire, métamorphique puis magmatique, sous l'effet de la tectonique.
Les erreurs à éviter
- Dire qu'une roche métamorphique a fondu : elle est restée solide.
- Confondre basalte et granite : le grain fin trahit la surface, les gros cristaux la profondeur.
- Croire qu'une roche est éternelle : elle n'est qu'une étape du cycle.