Modes de gisement des roches magmatiques

Dr CHABOU Moulley Charaf
Université Ferhat Abbas, Sétif
Institut d’Architecture et des Sciences de la Terre
Département des Sciences de la Terre
Cours de Pétrographie Endogène. 2ème année – LMD Géosciences – Semestre 4.
VII. Modes de gisement des roches magmatiques
VII.1. Introduction
Le mode de gisement définit l’organisation générale des ensembles de roches
magmatiques. Il dépend de la nature et du mode de refroidissement du magma. Si le magma
refroidit en profondeur, on aura formation de roches plutoniques (refroidissement lent du
magma à grande profondeur) ou hypovolcaniques (roches formées à de faibles profondeurs ne
dépassant pas 1 km). Si le magma arrive en surface, il refroidit rapidement et on aura
formation des roches volcaniques. Dans ce cas, les roches forment des appareils variés autour
des points d’émission (volcans).
VII.2. Mode de gisement des roches plutoniques et hypovolcaniques
Dans ce cas, les roches magmatiques se mettent en place en profondeur au sein des
roches encaissantes, et n’apparaissent en surface que par le jeu de l’érosion et de la
tectonique.
Selon la relation des roches magmatiques avec les roches encaissantes, on distingue :
 Les roches concordantes, qui sont formées par l’intrusion du magma parallèlement
aux roches encaissantes. A cette classe appartient les sills, les laccolites et les
lopolites.
 Les roches discordantes lorsque les roches magmatiques recoupent les roches
encaissantes. Les dykes, les stocks et les batholites appartiennent à cette classe.
VII.2.1. Dyke (mot anglais signifiant digue)
Figure 1 : Coupe transversale schématique d’un dyke
dyke
1
Masse intrusive
discordante et tabulaire (en
forme de lames) (figure 1), son
épaisseur varie de quelques
dizaines à quelques centaines de
mètres (épaisseur de 20 m en
moyenne). Leur longueur est
généralement très grande par
rapport à leur épaisseur. Du fait
de l’érosion, elles peuvent donner
un relief en forme de mur. En
général, les dykes sont constitués
par des roches basiques (dolérites)
et forment des groupes de corps
parallèles ou radiaux.

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VII.2.2. Sill (mot anglais équivalent à filon-couche)
Les sills ou filons-couches sont des lames de roches intrusives concordantes, dont
l’épaisseur est faible (elle varie du mètre à quelque dizaine de mètres) et la longueur pouvant
atteindre plusieurs km (figure 2). Ils sont le plus souvent composés de roches magmatiques
basiques (dolérites). Aux épontes (toit et mur), il peut y’avoir un métamorphisme de contact.
Les sills ne déforment pas les roches sédimentaires encaissantes (du fait de leur faible
épaisseur) et sont alimentés par des dykes.
Figure 2 : Coupe transversale schématique d’un sill
VII.2.3. Laccolite (G.K. Gilbert, 1877. Du grec lakkos, citerne, et lithos, pierre)
Massif de roches plutoniques en forme de grosse lentille de plusieurs km, à surface
inférieure horizontale et surface supérieure convexe vers le haut (voûte sous forme de dôme).
L’ensemble est parallèle aux roches encaissantes (figure 3).
Les laccolites ont une épaisseur grande et leur longueur est de quelque centaine de
mètres. Ils déforment les roches sédimentaires encaissantes. Ils sont constitués généralement,
par intrusion du magma acide qui, par suite de sa forte viscosité, pénètre difficilement entre
les stratifications, s’accumule dans une zone et soulève les roches du toit.
Figure 3 : Coupe transversale schématique d’un laccolite
Laccolite
Centaine de mètres

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VII.2.4. Lopolite (F.F. Grout, 1918. Du grec lopas, sorte de plat creux, et lithos,
pierre)
Massif de roches plutoniques en forme de cuvette plate (figure 4), dont les dimensions
peuvent être grandes pouvant s’étendre sur des dizaines de milliers de kilomètres carrés. La
forme des lopolites est due à l’affaissement des couches sous-jacentes sous le poids du
magma. Les lopolites sont composés en général de roches basiques et ultrabasiques.
Figure 4 : Coupe transversale schématique d’un lopolite
VII.2.5. Batholite (E. Suess, 1892, du grec bathus, profond, et lithos, pierre)
Massif de très grandes dimensions, dont la surface est supérieure à 100 km2 et peut
atteindre plusieurs centaines de milliers de km2. Les batholites sont discordants et ont une
forme quelconque. Leur base est rarement visible (figure 5). Ils sont composés
essentiellement de granites et de roches plutoniques acides.
Les batholites alimentent souvent des massifs intrusifs de petites dimensions en forme
de cheminées qu’on appelle stocks (appelée aussi apophyse, massifs d’injection ou plugs)
(figure 5).
Figure 5 : Coupe transversale schématique d’un batholite et d’un stock
Lopolite
Batholite
Centaine de km
Millie
r
de k
m
q
uel
q
ues k
m

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VII.3. Mode de gisement des roches volcaniques ; les volcans.
VII.3.1. Les éruptions volcaniques
En général, les magmas produits à l’intérieur de la Terre ont tendance à remonter à la
surface car la densité du magma est inférieure à la densité du milieu solide environnant
(environ 10 % moins dense).
D’autre part, le magma contient du gaz dissous. A une certaine profondeur, la pression est
telle que le gaz dissous se sépare du magma et forme des bulles. Ces bulles ont tendance à
s’étendre lorsque la pression diminue.
 Si la partie liquide du magma à une faible viscosité, le gaz peut s’étendre facilement,
et à la surface une éruption non explosive se produit, sous forme de coulée de lave
(nom donné au magma qui s’épanche en surface. La lave se distingue du magma par
l’absence des gaz qui, avec la diminution de la pression, se séparent du magma et
s’échappent dans l’atmosphère).
 Si la partie liquide du magma à une forte viscosité, le gaz rencontre une forte
résistance de la part du liquide et ne peut s’étendre facilement. Arrivée à la surface,
une éruption explosive se produit.
Donc, en fonction de la quantité de gaz dissous dans un magma et de sa viscosité, on
distingue des éruptions : explosives et non explosives.
VII.3.1.a. Les éruptions non explosives
Les éruptions non explosives sont caractéristiques des magmas de faible viscosité, et à
faible teneur en gaz dissous. Ce sont les magmas basaltiques.
Des coulées de laves sont produits par ces éruptions et se déplacent progressivement
loin de leur cheminée éruptive à travers des pentes. Parfois, les laves s’écoulent à partir de
longues fissures (éruption fissurale).
Les coulées de laves sous-marines forment : les laves en coussins (Pillow-Lava) : il
s’agit de boules de 0,6 à 2 m sur 0,3 à 1 m qui s’empilent les unes sur les autres.
Parfois, des éruptions non explosives se produisent lorsque la viscosité du magma est
élevée mais sa teneur en gaz est très faible. Dans ce cas, la lave s’empilent sur la cheminée et
forme un dôme volcanique (figure 13).
VII.3.1.b. Les éruptions explosives
Les éruptions explosives sont caractéristiques des magmas de viscosité élevée et à
teneur importante en gaz dissous. Ce sont les magmas andésitiques et rhyolitiques.
L’explosion due au gaz dissous va briser le magma en fragments. Ces fragments
liquides vont se solidifier lorsqu’ils sont projetés en l’air et formeront les fragments
pyroclastiques. On appelle Téphras (mot grec signifiant cendre, terme employé pour la
première fois par S. Thorarinsson, volcanologue islandais, en 1954) ou Pyroclastites (du grec
puros, feu, et klastos, brisé, « débris de feu »), les produits solides projetés par les volcans.
Les projections volcaniques sont classées suivant la taille des grains de leurs éléments
constitutifs, classification proposée par R. Fisher en 1961 (tableau 1).
Les roches formées par accumulation et cimentation des téphras sont appelées : roches
pyroclastiques.

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Diamètres
(mm) Dépôts non consolidés (Téphra) Dépôts consolidés (Roches pyroclastiques)
> 64
2-64
< 2
Bombes volcaniques ou blocs
Lapillis (du latin lapillis, petite
pierre)
Cendres volcaniques
Brèches volcaniques
Tufs (du grec tophos,
sorte de pierre friable)
Cinérites (du latin
cineris, cendre)
Tableau 1 : Classification des fragments pyroclastiques
 Les blocs sont des fragments angulaires qui sont déjà solidifiés avant leur projection
hors du volcan.
 Les bombes volcaniques sont des lambeaux de laves solidifiées dans l’air après
projection et prennent ainsi une forme aérodynamique. (en fuseau, en croûte de pain,
en bouse de vache, rubanée, boulets de canon…).
 Les fragments pyroclastiques arrondis, contenant souvent une forte proportion de
cavités (25 à 50 % de vacuoles), à texture bulleuse, vésiculée et poreuse sont appelée
scories (du grec skôria, écume de fer).
 Les bombes et lapillis vésiculeux ou fibreux, riches en bulles de gaz forment des
roches volcaniques vitreuses, très poreuses et de faible densité (elle peuvent flotter sur
l’eau) appelées ponces (du latin, pumex). Elles se forment à partir de fragments de
magma visqueux. Les ponces fibreuses présentent un aspect particulier dû à des bulles
très petites disposées en files.
Figure 6 : Coupe schématique d’un volcan
montrant la nuée éruptive
 Le nuage de gaz et
de téphra qui
s’élève au dessus
du volcan à la suite
d’une explosion
forme une nuée
éruptive appelée
aussi nuée ardente
qui peut monter
très haut dans la
stratosphère
(jusqu’à 45 km,
figure 6). Les
téphras peuvent
être déplacés par
les vents puis
déposés loin du
volcan formant une
couche de téphra
ou de cendre.
Nuage de cendre
Nuée éruptive
Dépôt de Tephra