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Introduction

Les roches magmatiques sont issues du refroidissement d'un magma, c'est à dire d'un liquide minéral à haute température (au moins 600°C).

On distingue les roches plutoniques, générées par la remontée lente d'un magma, et les roches volcaniques, provenant de la remontée rapide d'un magma. Les premières, de par leur refroidissement lent, laissent le temps aux cristaux de ce former. Les roches plutoniques ont de ce fait une structure grenue. Les secondes, issues d'un refroidissement rapide, sont des laves, sans cristaux.
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Il existe des roches dont le refroidissement est intermédiaire entre le plutonisme et le volcanisme. On parle de roche périplutonique ou hypovolcanique ; ces roches ont une structure constituée de cristaux de petite taille, pas toujours visibles à l'œil nu. Cette structure est dite microgrenue. On trouve souvent les roches microgrenues dans des filons (exemple: filons de dolérite, voir itinéraires du Cambalès dans les Pyrénées ou de Port Béni en Bretagne).
 

Classification des roches magmatiques

La classification ci-dessous s'appuie sur la composition minéralogique des roches. Seuls les minéraux essentiels sont considérés, les minéraux secondaires sont négligés. Les minéraux utilisés dans cette classification sont le quartz (silice pure), les feldspaths (feldspaths potassiques, feldspaths sodi-potassiques, plagioclases), les feldspatathoïdes (néphéline, leucite, sodalite, noséane, haüyne), les ferromagnésiens (micas, amphiboles, pyroxènes, péridots). Cette classification a initialement été proposée par A. Streckeisen. Elle est aujourd'hui largement utilisée.

Les roches riches en silice (celle-ci est souvent exprimée sous forme de quartz) sont dites acides. Les roches acides sont souvent des roches plutoniques.

Les roches pauvres en silice sont dites basiques. Les roches basiques sont le plus souvent des roches volcaniques. La plus courante est le basalte.
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Les roches les plus basiques sont constituées de ferromagnésiens. Elle proviennent des profondeurs de la croute terrestre.
 

Légende commune aux diagrammes tertiaires de Streckeisen :
Q = Quartz
A = Feldspaths alcalins (et Albite)
P = Feldspath plagioclases
F = Feldspathoïdes
 


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Les roches plutoniques à quartz (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique)
 
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Les roches plutoniques à feldspathoides (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique)
 
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Roches volcaniques à quartz (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique)
 
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Roches volcaniques à feldspathoides (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique)
 
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Roches ultramafiques (> 90% de minéraux ferromagnésiens) (Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique)

Origine du magma

Les magmas proviennent de la fusion de roches diverses.

Les minéraux qui forment les roches entrent en fusion à des températures variées, qui dépendent du minéral, des conditions de pression et de la quantité d'eau présente dans le milieu (voir figure ci-dessous). On voit également que la fusion, pour une roche solide donnée, peut s'obtenir selon trois chemins simples (dans la nature, les chemins sont plus complexes) :
  • une montée en température à pression constante (déplacement vers la droite sur le schéma ci-dessous)
  • une baisse de pression à température constante (déplacement vers le haut sur le schéma ci-dessous)
  • une hydratation à température et pression constantes (déplacement de la courbe de solidus vers la gauche sur le schéma ci-dessous)

La fusion peut être partielle ou totale. Les phases liquides qui apparaissent les premières peuvent rester sur place ou migrer.
 
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Diagramme de phases en fonction de T, P et teneur en eau (source : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d1/Diagramme_de_phase.jpg)
 

Les magmas diffèrent en fonction du contexte géodynamique qui les a vus se former. Ainsi, les magmas qui se forment dans les zones de subduction sont ils différents de ceux se formant dans les dorsales océaniques, ou encore différents de ceux se formant au droit des points chauds ou dans les chaînes de collision. Quelques exemples sont fournis dans la figure ci-dessous.
Voir aussi :
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Les magmas en fonction du contexte géodynamique (Source : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Partial_melting_asthenosphere_FR.svg)
 

Ainsi :
  • Au niveau des dorsales océaniques, il se produit un courant de convection ascendant du manteau. Il se forme des basaltes dont la composition traduit des taux de fusion importants.

  • Les points chauds sont à l'origine d'un magmatisme intra-plaque. Ce magmatisme se manifeste parfois par des coulées de basalte très importantes (par exemple les trapps du Deccan en Inde). Les points chauds, comme les dorsales océaniques, sont générés par des remontées convectives du manteau. Les points chauds peuvent parfois engendrer des déchirures de la lithosphère (les rifts), qui peuvent évoluer en ouvertures entre continents puis en dorsales océaniques. Au niveau des points chauds, les remontées de matières solides mais ductiles, très chaudes, conduisent à un étalement des zones chaudes à la base de la lithosphère (voir figure ci-dessus). La fusion se manifeste à des profondeurs plus importantes que pour les dorsales océaniques. Le taux de fusion est moins fort que pour les dorsales océaniques. 

  • Le magmatisme au niveau des zones de subduction est complexe. Les sédiments marins entraînés sur le plan de subduction subissent une montée de la pression et de la température. Il se produit un métamorphisme haute pression et basse température (HP-BT) : apparaissent successivement, au fur et à mesure de l'enfouissement, des schistes verts, des schistes bleus et des éclogites (voir les roches métamorphiques). Ce métamorphisme s'accompagne d'une libération de l'eau contenue dans les sédiments. L'eau libérée s'élève et atteint l'asthénosphère et la lithosphère de la plaque sous laquelle s'opère la subduction. Cette arrivée d'eau provoque une fusion partielle des roches traversées. Il s'en suit un magmatisme, localisé à environ 100 km derrière la frontière entre les deux plaques. Ceci génère un arc insulaire volcanique.

  • Le magmatisme des chaînes de collision (situation non présentée sur la figure ci-dessus) est lié à l'épaississement crustal. Les magmas correspondants ont souvent des compositions granitiques.  
 

​Pour aller plus loin

https://fr.wikipedia.org/wiki/Roche_magmatique
P. Peycru, J.-F. Fogelgesang, D. Grandperrin, C. Perrier, 2017, Géologie BCPST  1 et 2, Dunod (2ème édition)