Comment identifier les roches

Les roches constituent la surface de la Terre et il en existe trois types principaux : les roches ignées, les roches sédimentaires et les roches métamorphiques.

Les roches constituent la surface de la Terre et il en existe trois types principaux : les roches ignées, les roches sédimentaires et les roches métamorphiques. Ces trois types de roches suivent généralement un cycle, appelé cycle des roches (voir ci-dessous). La roche chaude en fusion sous la surface de la Terre crée des roches ignées, qui peuvent soit se refroidir sous terre, soit en surface. Ces roches ignées peuvent ensuite être exposées aux éléments en surface par des phénomènes tectoniques et être exposées à l’atmosphère ce qui provoque leur décomposition. La décomposition des roches crée des sédiments, qui finissent par être déplacés, déposés et peuvent être enterrés pour former des roches sédimentaires. Ces roches sédimentaires peuvent ensuite être enfouies davantage et succomber à une chaleur et une pression élevées. Cette exposition provoque des modifications minérales dans la roche et entraîne la formation de roches métamorphiques. Si elles sont enterrées suffisamment profondément, les roches fondent à nouveau en magma et redeviennent des roches ignées. Les roches sont une excellente indication du passé géologique de la Terre et peuvent être utilisées comme guide pour interpréter et comprendre l’environnement actuel.

Le cycle des roches

Les roches ignées
Ignée extrusive

Le mot “igné” vient du mot latin “ignis” qui signifie feu (World Atlas, 2020). Ces roches proviennent du magma en fusion, ou roche liquide chauffée, sous la surface de la Terre. L’endroit où les roches ignées se refroidissent détermine leur granulométrie et leur type. Le magma igné qui remonte à la surface de la Terre sous forme de bulles est appelé lave. Celle-ci refroidit très rapidement lorsqu’elle est exposée à l’atmosphère et devient une roche ignée extrusive. Ce refroidissement rapide crée une texture à grain fin, ce qui signifie que les grains individuels ne sont pas visibles par l’œil nu. Le basalte est une roche ignée extrusive courante. Cette pierre est généralement de couleur gris foncé en raison des quantités élevées de métaux qu’elle contient, notamment le fer et le magnésium, et se présente sous la forme d’une matrice solide de couleur gris foncé. Sa texture peut également présenter des trous qui ressemblent à ceux du fromage suisse, ce sont les bulles de gaz qui ont été piégées pendant le refroidissement. Cette texture est appelée “vésiculaire” et est illustrée dans le basalte vésiculaire ci-dessous.

Ignée intrusive

À l’inverse, les roches ignées qui ont mis longtemps à refroidir ont une texture à gros grains, ce qui signifie que les grains minéraux individuels sont généralement visibles à l’œil nu. Ces roches naissent également sous forme de magma, mais pénètrent dans le sous-sol par des failles ou des fissures. Du fait qu’elles se trouvent dans le sous-sol et ne sont donc pas exposées à l’atmosphère, elles ont tendance à refroidir très lentement. Ce lent refroidissement permet à certains minéraux de se cristalliser et de se développer. En général, plus le refroidissement d’une roche est long, plus les grains minéraux sont gros. Le granite est une roche ignée courante à refroidissement lent – illustration ci-dessous -. Il est principalement composé de minéraux clairs comme le quartz et le feldspath, avec des quantités mineures de minéraux foncés comme la biotite et l’amphibole.

Roche granitique ignée

Les roches sédimentaires

Les roches sédimentaires peuvent se former à partir de la dégradation d’autres types de roches exposées aux éléments à la surface de la Terre. Les roches qui sont exposées à l’air, au vent et à l’eau finissent par se désagréger par un processus appelé altération. L’altération peut être physique, comme sous l’effet de la pluie et de la glace, ou chimique, comme dans le cas de la décomposition des roches par l’acide. Lorsque les roches se désagrègent sous l’effet des intempéries, elles libèrent de petites particules (sédiments) qui sont transportées suite à un phénomène d’érosion et déposées dans différents endroits. Les particules sédimentaires peuvent être déplacées par divers moyens, tels que l’eau (rivières et océans) ou le vent. Une fois que les sédiments accumulés se sont déposés dans une zone, ils finissent par se compacter à mesure qu’ils sont enfouis. Les sédiments enfouis se collent de plus en plus les uns aux autres lors d’un processus appelé lithification, qui transforme lentement les sédiments meubles en roche dure. Une roche sédimentaire courante est un conglomérat, composé de morceaux de gravier ou de cailloux arrondis qui sont cimentés ensemble avec d’autres particules plus petites ou des minéraux, comme le montre l’image ci-dessous.

Roche sédimentaire conglomérée

Les autres caractéristiques distinctives des roches sédimentaires sont les plans de litage et les fossiles. Comme les roches sédimentaires se forment en couches de sédiments compactés, elles présentent souvent une stratification parallèle appelée litage. Le schiste peut présenter cette stratification car il se forme par accumulation de particules d’argile et de limon. En outre, les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles, comme le fossile de feuille représenté dans le schiste ci-dessous. Les plantes et les animaux qui vivaient il y a longtemps peuvent être préservés dans les roches et permettent aux hommes de déterminer quels êtres vivants étaient abondants sur la planète suivant les périodes.

Fossile dans une roche sédimentaire schisteuse

Par ailleurs, les roches sédimentaires peuvent également se former à la suite de processus biologiques et chimiques. C’est le cas de la roche calcaire, qui est en grande partie constituée de calcite. Le calcaire contient souvent des fossiles car il se forme dans des environnements océaniques peu profonds. Ces environnements marins chauds et peu profonds permettent aux animaux, comme les moules et les palourdes, de fabriquer leurs coquilles à partir de la calcite présente dans l’eau de mer. Par conséquent, le calcaire contient souvent de nombreux fossiles, comme le montre l’empreinte de la moule ci-dessous.

Fossile dans le calcaire

Les roches métamorphiques

Les roches métamorphiques sont celles qui ont été altérées d’une manière ou d’une autre par la chaleur et la pression dans les profondeurs de la croûte terrestre. Les roches métamorphiques peuvent provenir de n’importe quel type de roche : les ignées, les sédimentaires ou d’autres roches métamorphiques. Ces roches sont soumises à une chaleur et une pression élevées lors de l’enfouissement ou de phénomène tectonique et sont altérées. Par exemple, une roche sédimentaire à grain fin composée d’argile, peut passer par différents stades de métamorphose. Une métamorphose de faible intensité, ou de faibles quantités de chaleur et de pression, transforme ce schiste en ardoise. L’ardoise ressemble au schiste, mais elle est plus compacte et plus dure. Les stades croissants de métamorphose avec une chaleur et une pression plus élevées donnent la phyllite, le schiste et le gneiss. Ci-dessous, on voit un schiste, qui a souvent un aspect très brillant en raison de la présence de grandes quantités d’un minéral appelé mica. Certains minéraux, comme le grenat illustré ci-dessous, ne peuvent se former que dans les roches métamorphiques.

Roche métamorphique schisteuse

Minéral métamorphique de grenat

Un concept très intéressant au sujet des roches métamorphiques est connu sous le nom de foliation. Ce phénomène se produit lorsque les roches sont suffisamment chauffées et mises sous pression pour que les minéraux individuels s’alignent perpendiculairement à la direction de la pression. C’est ce qui provoque la formation de couches minérales claires et sombres dans les gneiss, comme le montre l’image ci-dessous.

Roche métamorphique de gneiss