1. Introduction

Roche : matériau formé, en général, d'un assemblage de minéraux et présentant une certaine homogénéité statistique.

Minéral : Espèce chimique naturelle se présentant le plus souvent sous forme de solide cristallin. La classification est basée sur leurs caractères chimiques et cristallographiques. Quelques exemples de grandes classes de minéraux : les carbonates, les phosphates, les sulfates, les silicates, ...

Donc :

• Une roche = un assemblage de minéraux
• Un minéral = un assemblage ordonné (cristal) d'atomes

On distingue 3 grands groupes de roches que l'on différencie par leur mode de formation :

1. Les roches magmatiques (ou roches ignées) : elles résultent de la cristallisation d'un magma.
2. Les roches sédimentaires : ce sont des roches exogènes, c'est à dire formées à la surface de la Terre.
3. Les roches métamorphiques : roches résultant de la transformation, à l'état solide, d'une roche originelle du fait d'une augmentation de pression et/ou de température/

2. Les roches magmatiques

2.1. Origines des magmas

Définition : Un magma est un bain naturel fondu de nature silicatée ou alumine-silicatée. Il est constitué de 3 phases :

1. Une phase liquide qui représente entre 10 et 70% du magma ;
2. Une phase solide : les magmas résultent de la fusion partielle d'une roche. Il reste donc des morceaux de la roche primaire et on trouve également des morceaux de roches qui ont été incorporés dans le magma lors de sa remontée par des conduits magmatiques.
3. Une phase gazeuse, en proportion variable (1 à 7%)

Les magmas sont également caractérisés par leur température qui varie de 700°C pour un magma granitique à 1200°C pour un magma basaltique.

2.2. Cristallisation fractionnée:

Lors de sa remontée vers la surface, un magma peut séjourner plus ou moins longtemps dans des chambres magmatiques où il va progressivement se refroidir et commencer à se cristalliser. Les premiers minéraux qui vont se former sont des minéraux ferromagnésien (Fe+Mg).

Si le magma se refroidit en profondeur (où la température ambiante est assez élevée), le refroidissement va être lent, les minéraux vont croître. La roche obtenue sera une roche magmatique "plutonique" avec une texture grenue (exemple : le granite).

Si le magma arrive à la surface ou très proche de la surface, son refroidissement est beaucoup plus rapide car la température ambiante est plus faible. La roche obtenue sera une roche magmatique "volcanique", dont la texture sera en générale microgrenue ou vitreuse.

3. Les roches sédimentaires:

Ce sont des roches exogènes, c'est à dire formées à la surface de la Terre et qui représentent 5% en volume de la croûte et en couvrent 75% de la surface. Elles sont très variées car leur genèse dépend de nombreux facteurs :

• Nature initiale des matériaux désagrégés et altérés ;
• Type d'altération ;
• Mode de transport ;
• Zone de dépôt ;
• Les modalités de la diagénèse (ensemble des processus qui transforment un sédiment meuble en roche compacte et indurée).

3.1. Origine des composants sédimentaires:

Les particules qui forment les roches sédimentaires résultent de l'attaque physique ou chimique des formations continentales. Cette attaque, c'est ce qu'on nomme l'altération.

L'aptitude d'une roche à l'altération (altérabilité) dépend d'un grand nombre de facteurs : nature et composition de la roche, composition de l'eau, température, degré de fracturation de la roche, ...

a. Altération physique (mécanique):

La désagrégation mécanique des roches par altération physique prédomine dans les régions marquées par des variations importantes de température. L'alternance gel/dégel conduit à fragmenter les roches. On peut rattacher à l'altération physique l'action mécanique d'organismes biologiques : croissance de racines, lichens, mousses, bactéries, ...

b. Altération chimique

Son action est beaucoup plus répandue que l'altération physique qu'elle accompagne souvent. Les roches qui affleurent à la surface (exemple : le granite), sont formées souvent de minéraux qui ont cristallisés en profondeur, donc à haute température, haute pression. Ces roches ont été portées à l'affleurement par le jeu de l'érosion. Les minéraux ne sont donc plus stables à pression et température ambiante. Ils vont donc avoir tendance à se déstabiliser pour former de nouveaux minéraux qui seront, eux, à l'équilibre dans les conditions de surface. Les roches vont ainsi s'altérer pour donner des sols.

Le phénomène essentiel de l'altération chimique est l'hydrolyse, c'est à dire la soustraction progressive des ions des minéraux par l'eau.

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A retenir : le quartz est le silicate le plus stable de tous !

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4. Les roches métamorphiques