Un point sur les analyses pétrologiques.
La pétrologie est un domaine scientifique qui s’intéresse à l’origine et à la transformation des roches. Elle peut permettre de retracer la vie et le trajet d’un magma.
Prenons un magma. Celui-ci contient différents éléments (ou atomes) qui, en s’associant, vont former des minéraux lorsque le magma se refroidit.
Nous pouvons retrouver ces éléments en laboratoires, en broyant la roche issue de ce magma et en analysant les différents fragments.
Il existe 3 grands types d’éléments :
– Les éléments majeurs : Ce sont les grands éléments constitutifs des roches. Par exemple le silicium, le fer ou le magnésium. Ils informent sur les processus de cristallisation comme la vitesse.
– Les éléments traces (Moins de 1%) : Ce sont des éléments tel que le nickel, le cobalt ou le strontium. Ils vont nous renseigner sur les processus de cristallisation mais également sur la nature de la source (crustale ou mantellique par exemple).
– Les terres rares (Quantité infime) : Ce sont des éléments qui, comme leur nom l’indique, sont présents en très petite quantité. On peut nommer l’yttrium, le scandium et les lanthanides. Ils permettent d’apporter des éclaircissement supplémentaires sur la nature de la source.
Tous ces éléments peuvent aussi nous indiquer les conditions de pression et de température auxquelles le magma était soumis au moment de la cristallisation.
En effet, la concentration en élément dans un minéral peut varier en fonction de la pression et de la température. Cela va impacter directement sa composition ainsi que l’organisation de son réseau cristallin.
Le réseau cristallin, ou structure cristalline, est l’arrangement des atomes dans un cristal. Par exemple, les atomes formant le sel (dont la forme minéralogique est la halite) sont associés en un un réseau cubique. Si vous observez du sel au microscope, vous verrez des petits cubes.
Seulement, contrairement à ce que vous pourriez penser, lorsqu’un magma refroidit lentement dans une chambre magmatique, tous les minéraux ne cristallisent pas en même temps.
Les premiers minéraux à apparaître par exemple sont les olivines. Elles cristallisent lorsque le magma se trouve aux environs de 1300°C (Cette température peut varier suivant la pression). Des éléments seront prélevés dans le magma pour entrer dans la composition de ces minéraux. Le magma sera donc appauvri en certains éléments. Notamment le magnésium dans le cas de l’olivine.
Si celui-ci continue de refroidir, ce sont des pyroxènes qui vont alors apparaître en utilisant les éléments restants. Et ainsi de suite avec tous les minéraux possibles en fonction de la composition chimique du magma. C’est ce que nous appelons de la cristallisation fractionnée.
Une fois formés, ces minéraux vont précipiter au fond de la chambre magmatique.
Parfois, ces minéraux peuvent être repris par un magma venant du dessous et traversant cette couche précipitée. Si celui-ci sort ensuite en surface, il pourra former un basalte avec des enclaves d’olivines. C’est ce que nous avons par exemple sur cette photographie. Il s’agit d’un basalte issu d’une des 4 dragues réalisées.
En noir, vous retrouvez le basalte. Il est troué car lors de sa sortie en surface, des bulles de gaz ont éclaté et formé ces trous. A l’intérieur de certains d’entre eux, vous pouvez retrouver des sédiments (en beige). Mais le plus intéressant reste la partie verdâtre (couleur de l’olivine) au centre de la photographie. Il s’agit d’une enclave d’olivine récupérée par un magma lors de sa remontée.
Attention cependant, toutes les enclaves d’olivines n’ont pas forcément cette origine. Parfois, si le magma est d’origine mantellique, il peut emporter avec lui des morceaux de péridotites (roche du manteau) qui auront globalement la même apparence, car très riches en olivine. Seule une analyse géochimique de la concentration en magnésium dans l’olivine pourra nous indiquer son origine. Si la concentration en magnésium est très élevée, l’olivine sera d’origine mantellique. Par contre si la concentration en magnésium est plus faible, elle sera issue de la cristallisation fractionnée dans une chambre magmatique.
D’autres enclaves pourront aussi être trouvées dans les basaltes.
Par exemple des enclaves de quartzites. (La couleur verte ressemblant à de l’olivine est due à la photographie. En réalité, les couleurs sont plus proches du blanc et du gris.)
La quartzite est une roche sédimentaire composée majoritairement, comme son nom l’indique, de grains de quartz.
Alors, comment du quartz a pu se retrouver dans du basalte (collège/lycée) ?
Lors de l’ouverture du canal du Mozambique, il y a environ 150 millions d’années, des sédiments, issus de l’érosion des continents, se sont accumulés dans cette zone. Parfois sur plusieurs dizaines de mètres.
Or, vous avez du voir en classe que les roches les plus présentes sur les continents sont des granitoïdes qui contiennent du quartz. D’où sa présence dans les sédiments du canal.
Lors de la remontée du magma, celui-ci va donc traverser les couches de sédiments et intégrer des petits morceaux, des enclaves, de sédiments. Parfois, ces sédiments sont des quartzites.
Enfin, une dernière chose qu’il est possible d’observer sur ces basaltes, est la palagonite.
Sur ces deux photographies, vous pouvez voir une trace orange sur le basalte. Il s’agit en fait d’une altération due à l’action de l’eau de mer. Celle-ci va altérer le basalte et transformer cette zone orangée en petits morceaux d’argiles.
