Établir une classification rigoureuse des roches magmatiques n'est pas simple : leur composition chimique et leur texture varient continûment, et elles se mettent en place dans une très large gamme de contextes géologiques. Ce chapitre présente la classification adoptée à l'échelle internationale par l'IUGS, fondée sur les proportions modales de quartz, feldspaths et feldspathoïdes, ainsi que la classification des roches pyroclastiques.
1. Les exigences d'une classification
Une classification des roches magmatiques doit répondre à plusieurs exigences : être objective (fondée sur des critères mesurables), non génétique (ne pas présupposer l'origine de la roche), applicable facilement sur le terrain comme en laboratoire, avoir une valeur statistique et tenir compte de l'usage historique des noms. La nomenclature aujourd'hui utilisée est celle adoptée par une commission de l'Union Internationale des Sciences Géologiques (IUGS, Le Maître, 1989).
2. Le diagramme QAPF pour les roches plutoniques
Lorsque la proportion de minéraux felsiques (quartz, feldspaths, feldspathoïdes) dépasse 10 % du volume, la roche plutonique se classe dans un losange à quatre pôles : Q (quartz), A (feldspath alcalin), P (plagioclase) et F (feldspathoïdes) — Q et F étant mutuellement exclusifs puisque le quartz et les feldspathoïdes ne coexistent pas dans une même roche à l'équilibre. Ce diagramme QAPF permet de nommer précisément granite, granodiorite, diorite, syénite, syénite néphélinique, etc., en fonction des proportions relatives de ces quatre pôles.
Dans le domaine du pôle P (roches à dominante plagioclase), la subdivision se fait selon la composition du plagioclase et la nature du ferromagnésien dominant : le gabbro a un plagioclase riche en anorthite (An > 50) et cristallise avec du clinopyroxène et de l'olivine ; la diorite a un plagioclase plus sodique (An < 50) associé à hornblende et biotite ; l'anorthosite, presque exclusivement composée de plagioclase (An 30 à 60), contient moins de 10 % de minéraux mafiques.
3. Les roches à dominante mafique
Lorsque la proportion de minéraux mafiques dépasse 90 %, le nom de la roche se détermine à partir des proportions relatives de l'olivine, de l'orthopyroxène et du clinopyroxène dans un diagramme triangulaire dédié : c'est le domaine des péridotites (dunite, harzburgite, lherzolite) et des pyroxénites.
4. Les roches pyroclastiques et les tephra
Les roches pyroclastiques (ou tephra) résultent d'une éruption volcanique explosive : on parle de roche pyroclastique dès que la proportion de pyroclastes — fragments de cristaux, de verre ou de roches expulsés lors de l'explosion — dépasse 75 %. Les pyroclastes se classent par granulométrie croissante : les cendres (< 2 mm), les lapilli (2 à 64 mm) et les blocs et bombes (> 64 mm), les blocs étant anguleux (fragments arrachés à l'édifice) et les bombes façonnées en vol à l'état encore plastique.
Diagramme losangique de classification modale des roches plutoniques et volcaniques, à quatre pôles quartz (Q), feldspath alcalin (A), plagioclase (P) et feldspathoïdes (F), adopté par l'IUGS.
Fragment solide (cristal, verre ou roche) expulsé lors d'une éruption volcanique explosive et classé par taille en cendre, lapilli ou bloc/bombe.
| Type | Taille | Origine |
|---|---|---|
| Cendre | < 2 mm | Fragmentation fine du magma |
| Lapilli | 2 à 64 mm | Fragments intermédiaires |
| Bloc | > 64 mm | Fragment anguleux, roche déjà solide |
| Bombe | > 64 mm | Lave plastique façonnée en vol |
Granulométrie des pyroclastes
- Classification IUGS (Le Maître, 1989) : objective, non génétique, applicable sur le terrain.
- Diagramme QAPF (quartz, feldspath alcalin, plagioclase, feldspathoïdes) pour les roches à plus de 10 % de felsiques.
- Gabbro : plagioclase An > 50 + clinopyroxène/olivine ; diorite : plagioclase An < 50 + hornblende/biotite.
- Au-delà de 90 % de mafiques : classification par olivine / orthopyroxène / clinopyroxène (péridotites).
- Roche pyroclastique = plus de 75 % de pyroclastes ; classés en cendre, lapilli, bloc et bombe par taille.
Savoir placer un point sur le diagramme QAPF à partir d'un mode minéralogique donné, ou l'inverse, est une compétence très demandée en travaux pratiques et à l'examen. Piège classique : oublier que Q et F sont exclusifs, ou confondre les bornes de composition du plagioclase entre gabbro et diorite (An = 50 est la limite à retenir).