Les roches

 

L'étude des roches

 

Une roche est un matériau formé d’un agrégat de minéraux et présentant une homogénéité de composition, structure et mode de formation.

Le faciès (ou facies) d'une roche est l'ensemble des caractères pétrographiques et paléontologiques d'une roche ; il renseigne sur ses conditions de dépôt et de formation.

  • La pétrographie = pétrologie est la branche de la géologie qui étudie la formation et la composition minéralogique et chimique des roches. Le spécialiste en pétrographie est appelé un pétrographe.

Un affleurement est un endroit où la roche est directement visible à la surface de la Terre.

 

Lithothèque de Normandie

 

Les constituants des roches

 

On appelle minéral un constituant d'une roche, présent le plus souvent sous forme de cristal.

Par exemple le quartz, le feldspath et le mica sont trois minéraux du granite.

Le mot structure désigne la disposition de l'ensemble des constituants d'une roche.

 

Les roches sédimentaires

 

On appelle sédiment le résultat du dépôt de matériaux ayant subi au préalable un certain transport sous forme de particules en suspension ou de substances dissoutes dans l'eau.

La sédimentation est l'ensemble des phénomènes qui conduisent à la formation d'un sédiment.

Une roche sédimentaire est une roche provenant de la compaction et de la déshydratation d'un sédiment et se présentant généralement sous forme de strates. Exemple : calcaire.

  • Le calcaire est une roche sédimentaire surtout constituée de calcite. L’acide réagit avec le calcaire en provoquant une effervescence. Il existe de nombreuses variétés de calcaires : 

    • le calcaire coquillier est fait de restes de coquillages, 

    • le calcaire oolitique est fait de grains de sables ou de coquilles enrobés de calcite, 

    • la craie est un calcaire blanc à grain très fin. Quand le sous-sol est composé de craie, on dit que le paysage est crayeux.

     

  • Les marnes sont formées d'un mélange de calcaire et d'argile (entre 35 et 65 % d'argile).

    Le calcaire marneux est un calcaire impur contenant 5 à 35 % d'argile.

    Les argiles calcareuses ou marnes argileuses contiennent 65 à 95 % d'argile + du calcaire.

    Les marnes sont moins résistantes à l'érosion que le calcaire.

     

  • Le silex est une roche très dure, provenant de la silice dissoute dans l'eau qui a précipité. Elle se présente souvent sous forme de masses isolées : les rognons.
     

  • La pierre meulière, ou meulière, est une roche sédimentaire siliceuse utilisée jusqu'aux environs de 1880 pour fabriquer des meules à grain, d'où son nom. Seules les parties les plus denses d'un banc de meulière pouvaient convenir à la fabrication de meules.
    La pierre est souvent caverneuse, c'est à dire trouée comme certains gruyères. Cette structure lui donne un certain pouvoir d'isolation qui était très apprécié : il existe beaucoup de maisons construites en meulières.

    Dans la région de l'Isle-Adam, la meulière de Montmorency forme une couche peu épaisse mais très résistante qui a permis la conservation de la surface structurale des buttes. Elle date d'une période appelée oligocène supérieur : il y a environ 25 millions d'années.

    La meulière de Montmorency couronne les buttes-témoins. Son affleurement se limite surtout à des blocs épars sur les flancs des buttes. Certains blocs de meulière portent des empreintes d'escargots d'eau douce "préhistoriques" : des limnées (Limnaea cylindrica, L. fabula, L. infiata), des planorbes (Planorbis cornu) et des fossiles d'algues d'eau douce (leurs fructifications enveloppées d'une coque incrustée de calcaire se fossilisent, le fossile obtenu est appelé gyrogonite).

     

Un alluvion est un sédiment des cours d'eau (galets, graviers, sables, argiles).

 

Une roche détritique est une roche sédimentaire formée de débris résultant de la désagrégation de roches préexistantes. Exemple : argile, sable, grès.

  • L'argile est une roche sédimentaire à grain fin : l’argile est constituée de particules invisibles à l’œil nu (taille inférieure à 2 µm). L’argile contient au moins 50% de silicate d'alumine, auxquels s'ajoutent d'autres minéraux (quartz, feldspath, calcite, oxydes de fer). Elle résulte de la décomposition de roches riches en feldspath, absorbe l'eau et forme une pâte imperméable (terre glaise). Elle est souvent colorée par des oxydes de fer provenant de la décomposition de micas.

    On utilise l'adjectif argileux pour parler d'un paysage dont le sous-sol est composé d'argile, d’un minéral composant l’argile ou d’une couche du sol riche en argile.

    En savoir plus sur l'argile…

Une roche évaporitique est une roche formée par l'évaporation d'eaux riches en minéraux. Les roches évaporitiques se forment dans les lacs, près des rivières, sur les rivages de mers haudes. Ce sont des roches solubles qui se conservent mieux dans le désert que dans les zones où il pleut. C'est le cas du sel et du gypse.

  • Le gypse est une roche tendre (dureté 2-3) formée de sulfate de calcium. Dans le bassin parisien (gisement de 3.400 hectares exploitables, 70 % de la production française de gypse), le gypse est constitué de 3 à 4 couches (appelées masses) successives de gypse séparées par des marnes qui ont protégé le gypse de la dissolution. La couche la plus proche de la surface est la plus épaisse (jusqu'à 21 m), la deuxième couche est plus mince (environ 7 m). Ces 2 couches sont les seules actuellement exploitées. Elles datent de la fin de l'éocène, d'une période appelée ludénien = priabonien (environ 38 million d'années). L'érosion intense du quaternaire n'a laissé subsister que des buttes dans lesquelles sont effectuées les exploitations actuelles.

La compaction désigne le passage d'un sédiment peu tassé à un sédiment fortement tassé au cours du temps.

 

Les roches métamorphiques

 

On appelle métamorphisme l'ensemble des transformations qui affectent une roche soumise à des conditions de température et de pression différentes de celles de sa formation. Le résultat est une roche métamorphique.

  • Certaines roches métamorphiques se sont formées dans des chaînes de montagne où les matériaux sont soumis à des forces colossales : c'est le métamorphisme régional.

  • D'autres roches métamorphiques doivent leur origine à la chaleur d'une intrusion magmatique : c'est le métamorphisme de contact.

Voici quelques exemples :

  • L'argile est métamorphisé en ardoise si la température reste basse. L'ardoise est une roche noire de structure feuilletée, c'est à dire se divisant facilement en plaques.

  • L'argile est métamorphisé en schiste ou en gneiss si la température et la pression sont très élevées.

  • Le grès se transforme en quartzite.

  • Le calcaire est métamorphisé en marbre.

 

Les roches sont utiles !

 

Un minerai est une roche contenant des minéraux utiles en quantité suffisante pour que l'exploitation soit rentable.

Une carrière est un lieu creusé pour extraire du sous-sol des matériaux de construction.

Exemple : on peut voir à Cormeilles-en-Parisis (95)  une grande carrière, ouverte en 1822.

  • Le gypse extrait sert à fabriquer du plâtre.

  • Les marnes et argiles, mélangées à de la craie provenant de la région de Mantes, permettent de fabriquer du ciment.

  • Enfin le sable a été employé, notamment, comme remblai pour l’autoroute A15.

 

Les roches changent !

 

L'altération est la transformation physique et chimique d'une roche sous l'action des agents atmosphériques (eau, vent, ...). Exemple : l'altération du granite produit l'arène granitique, sable grossier résultant de la désagrégation du granite.

Du granite sain à l’arène granitique.

 

On appelle cimentation la consolidation d'une roche meuble par remplissage des espaces entre les grains et durcissement du ciment qui les relie.