Reconnaître une roche magmatique passe d'abord par l'identification de ses minéraux. Ce chapitre présente les silicates essentiels des roches magmatiques, la distinction entre minéraux felsiques et mafiques, les minéraux accessoires et l'indice de coloration — des notions systématiquement mobilisées en travaux pratiques comme en théorie.
1. Les silicates essentiels
Les minéraux essentiels des roches magmatiques appartiennent presque tous à la classe des silicates. Le quartz (SiO2) est un silicate à charpente tridimensionnelle sans substitution ; les feldspaths forment une série continue entre pôles alcalins (orthose KAlSi3O8, albite NaAlSi3O8) et pôle calcique (anorthite CaAl2Si2O8) ; les feldspathoïdes (néphéline, leucite) se substituent aux feldspaths dans les magmas sous-saturés en silice.
Les minéraux ferromagnésiens complètent l'assemblage : l'olivine (Mg,Fe)2SiO4, les pyroxènes (chaîne simple de tétraèdres SiO4), les amphiboles (chaîne double) et les micas — muscovite (mica blanc) et biotite (mica noir, ferromagnésien). Ces minéraux cristallisent dans des gammes de température et de composition différentes, ce qui fait de leur association un indicateur direct de la nature du magma parent.
2. Minéraux felsiques et minéraux mafiques
On regroupe le quartz, les feldspaths et les feldspathoïdes sous le terme de minéraux felsiques (clairs, pauvres en fer et magnésium) ; l'olivine, la biotite, les pyroxènes et les amphiboles constituent les minéraux mafiques (sombres, riches en fer et magnésium). Cette dichotomie recoupe largement la classe chimique de la roche : une roche acide est riche en minéraux felsiques, une roche basique ou ultrabasique en minéraux mafiques.
3. L'indice de coloration
Sur la base du pourcentage en volume de minéraux mafiques, on classe les roches magmatiques en trois catégories : leucocrates (0 à 30 % de minéraux mafiques), mésocrates (30 à 60 %) et mélanocrates (60 à 100 %) ; au-delà de 90 % on parle parfois d'holomélanocrate, comme pour la péridotite. Cet indice, estimable à l'œil nu sur le terrain, complète utilement la classification chimique en donnant une première évaluation rapide de la nature d'un échantillon.
4. Les minéraux accessoires
En faible proportion s'ajoutent des minéraux accessoires, sans poids dans la nomenclature mais utiles pour la datation ou la pétrogenèse : l'apatite Ca5(PO4)3(OH,F,Cl), l'ilménite FeTiO3, la magnétite Fe3O4, le zircon ZrSiO4 (utilisé en géochronologie U-Pb) et le sphène (titanite) CaTiSiO5. Leur présence ou leur abondance oriente parfois l'attribution d'une roche à un type magmatique particulier.
Minéral clair, pauvre en fer et magnésium, riche en silice ou en alumine et alcalins : quartz, feldspaths, feldspathoïdes.
Minéral sombre, riche en fer et magnésium (ferromagnésien) : olivine, pyroxènes, amphiboles, biotite.
| Catégorie | % minéraux mafiques | Exemple |
|---|---|---|
| Leucocrate | 0 à 30 % | Granite |
| Mésocrate | 30 à 60 % | Diorite |
| Mélanocrate | 60 à 100 % | Gabbro |
| Holomélanocrate | 90 à 100 % | Péridotite |
Indice de coloration
- Minéraux felsiques (clairs) : quartz, feldspaths, feldspathoïdes ; minéraux mafiques (sombres) : olivine, pyroxènes, amphiboles, biotite.
- Les feldspaths forment une série continue orthose–albite–anorthite (pôles alcalin et calcique).
- Indice de coloration : leucocrate < 30 %, mésocrate 30-60 %, mélanocrate 60-100 % de minéraux mafiques.
- Minéraux accessoires clés : apatite, ilménite, magnétite, zircon, sphène.
- L'association minéralogique observée reflète directement la composition chimique du magma parent.
On demande fréquemment d'identifier une roche à partir d'une liste de minéraux observés en lame mince ou à l'œil nu, puis de la classer par indice de coloration. Piège classique : oublier que le quartz peut être absent d'une roche mésocrate à mélanocrate (diorite, gabbro) sans que cela remette en cause sa nature felsique en tant que minéral. Sache aussi distinguer amphibole et pyroxène par leur habitus (clivages à 124° et 87° contre 90°).