À composition chimique identique, un même magma peut donner des roches d'aspect très différent selon la vitesse de son refroidissement et son contexte de mise en place. Ce chapitre traite de la texture (taille, forme et arrangement des cristaux), des principaux types d'intrusions plutoniques et des structures caractéristiques des laves — un sujet très prisé des travaux pratiques.
1. La notion de texture
La texture d'une roche magmatique est déterminée par la taille et la forme de ses minéraux et par leurs relations spatiales ; elle dépend directement du chemin de refroidissement (vitesse de cristallisation, profondeur de mise en place). Un refroidissement lent en profondeur favorise de gros cristaux bien formés ; un refroidissement rapide en surface donne des cristaux minuscules, voire un verre non cristallisé.
2. Classification par granulométrie
Selon la granulométrie, on distingue les roches phanéritiques ou grenues, dont les minéraux se distinguent à l'œil nu (subdivisées en finement grenue, ≤ 1 mm ; moyennement grenue, 1 à 5 mm ; grossièrement grenue, 5 mm à 3 cm), les roches aphanitiques, dont les minéraux ne se distinguent qu'au microscope, les roches vitreuses, entièrement constituées de verre non cristallisé, et les roches volcanoclastiques, formées de fragments issus d'une éruption explosive. Les roches phanéritiques et aphanitiques sont souvent équigranulaires (grains de taille similaire) ; la texture porphyrique, avec de gros phénocristaux noyés dans une mésostase plus fine, est cependant très fréquente et traduit un refroidissement en deux temps.
Selon leur forme, les minéraux sont dits idiomorphes (ou automorphes, faces cristallines bien développées, premiers cristaux formés), hypidiomorphes (faces partiellement développées) ou xénomorphes (sans face propre, comblant l'espace résiduel, derniers cristaux formés). Cet ordre de cristallisation relatif, lisible en lame mince, est un outil précieux pour reconstituer l'histoire de refroidissement d'une roche.
3. Les modes de mise en place plutonique
Les roches plutoniques se mettent en place sous forme d'intrusions classées selon leur géométrie et leur relation avec l'encaissant. Les intrusions concordantes, parallèles à la foliation ou à la stratification, comprennent les sills (corps tabulaires), les laccolites (forme de champignon, dans des sédiments non déformés) et les lopolites (forme de bassin ou d'entonnoir, souvent stratiformes). Les intrusions discordantes, qui recoupent la structure de l'encaissant, comprennent les dikes (filons tabulaires de faible épaisseur) et les batholites (intrusions de grande taille, plus de 100 km2, de composition intermédiaire à acide).
4. Éruptions volcaniques et structures des laves
Les éruptions volcaniques sont dites fissurales, le long d'une fracture allongée, ou centrales, autour d'un conduit unique, donnant naissance à des cônes, volcans-boucliers, dômes, cônes de cendres, stratovolcans ou calderas. Selon leur structure de surface, les coulées de lave sont qualifiées de pahoehoe (laves cordées, surface lisse et plissée), aa (surface scoriacée et hérissée), en coulées de blocs ou en laves en coussins (pillow lavas, caractéristiques d'un épanchement sous-marin).
Texture caractérisée par de gros cristaux (phénocristaux), formés lentement en profondeur, noyés dans une matrice plus fine (mésostase) issue d'un refroidissement rapide en fin de trajet.
Lave en coussins : structure en boules empilées résultant du refroidissement rapide d'une coulée basaltique au contact de l'eau, typique des dorsales océaniques.
| Type | Relation à l'encaissant | Forme |
|---|---|---|
| Sill | Concordant | Corps tabulaire |
| Laccolite | Concordant | Champignon |
| Lopolite | Concordant | Bassin / entonnoir |
| Dike | Discordant | Filon tabulaire |
| Batholite | Discordant | Massif de grande taille (> 100 km2) |
Intrusions plutoniques : concordantes vs discordantes
- Texture grenue (refroidissement lent, profondeur) vs aphanitique/vitreuse (refroidissement rapide, surface).
- Texture porphyrique = phénocristaux (idiomorphes) + mésostase fine ; refroidissement en deux temps.
- Ordre de cristallisation : idiomorphe → hypidiomorphe → xénomorphe.
- Intrusions concordantes : sill, laccolite, lopolite ; discordantes : dike, batholite.
- Éruptions fissurales ou centrales ; laves pahoehoe, aa, coulées de blocs, pillow lavas.
Un schéma d'intrusion (sill, dike, laccolite, batholite) à légender revient très souvent, de même que la description d'une lame mince en termes de texture (grenue, porphyrique, aphanitique) et de forme des cristaux. Piège classique : confondre sill (concordant) et dike (discordant), ou mésostase et matrice pyroclastique.