LES ROCHES ORBICULAIRES

Une question d'un Internaute m'a amené à faire quelques recherches sur le Web et j'y ai trouvé ces textes bien meilleurs que mes archives. C'est pourquoi je vous en livre une partie en vous invitant à suivre le lien vers la page du site  de :

Logo Geowiki.

Où vous trouverez beaucoup d'autres informations très intéressantes, sur ces roches.

Diorite orbiculaire

Ste Lucie de Tallane, Corse.

Une roche orbiculaire se compose d’orbicules, d’une matrice (roche autour des orbicules et immédiatement environnante) et de la roche encaissante (la formation qui inclus la roche orbiculaire).
Les formations orbiculaires constituent généralement des affleurements de petite taille (2 à 5 m² en moyenne) sauf quelques gisements d’exception qui peuvent dépasser les 50 m² de surface.
Les orbicules sont constitués d’un noyau central (nucléus) entouré d’une couche (orbicule simple) ou de plusieurs couches concentriques (orbicule multiple).

Définition

Les roches orbiculaires sont d’origine magmatique intrusive ou extrusive, métamorphique, migmatitique ou de filons minéralisés. La roche contient des orbicules à une ou plusieurs couches concentriques avec une texture et une minéralogie contrastées autour d'un noyau central. Les structures semblables incluent les agates, la structure de cocarde, la malachite botryoïde, les sphérules, les oolites, les concrétions, les nodules, les anneaux normaux de Liesegang, les jantes de réaction et les couronnes.

Liste des occurrences 

Le géologue américain, David J. Leveson a été le premier à faire un recensement des roches orbiculaires ; en 1966 il avait répertorié 103 occurrences. En prenant comme base le tableau de D.J. Leveson, et les écrits que les géologues du monde entier ont publié sur les roches orbiculaires, j’ai pu recenser 334 occurrences de roches orbiculaires sur les 6 continents. La répartition par continent est la suivante : Afrique : 11 occurrences Amérique : 69 occurrences Antarctique : 3 occurrences Asie : 51 occurrences Océanie : 12 occurrences Europe : 188 occurrences dont 85 en Finlande.

Minéralogie des roches orbiculées 

Les orbicules se forment dans des magmas siliceux à ultramafiques, sous-saturés à sursaturés et dans des massifs magmatiques intrusifs ou extrusifs, métamorphiques ou dans des filons minéralisés. Les minéraux qui constituent principalement les orbicules sont : le quartz, les feldspaths alcalins, les plagioclases (An5 à An90), les amphiboles, les pyroxènes, les micas, l’olivine, la néphéline, le sphène, l’épidote, la cordiérite, la sillimanite, la chromite, la tourmaline, la magnétite, l’ilménite et la calcite. Les textures radiales et tangentielles de certains noyaux et de certaines couches sont dues à l’alignement des feldspaths, des amphiboles, des pyroxènes, des micas ou de groupes orientés de minéraux. Les gisements diffèrent tous par les espèces et la proportion de minéraux contenus dans les noyaux, la ou les couches, la matrice et la roche encaissante.

Hypothèses de la formation des roches orbiculées 

Au siècle dernier, plusieurs hypothèses ont été émises pour expliquer la formation de ces roches. Certains géologues voient une origine magmatique et d’autre une origine métamorphique. Mais aucune hypothèse n’est satisfaisante pour expliquer l’origine des diverses occurrences. De nos jours, la thèse du métamorphisme est un peu abandonnée mais elle pourrait expliquer la formation de certains gisements, par exemple l’affleurement du moulin de Chatenet dans la Creuse ou certains affleurements que l’on rencontre dans les roches métamorphiques.

  • Magmatique :

 

1 Formation d'orbicules à partir des gouttes non-miscibles d’un magma ; les gouttes diffèrent en composition du reste du magma ; elles se cristallisent de leurs marges vers l'intérieur, et forment des orbicules (Bäckström, 1893 ; Adams, 1898 ; Gelman, 1962). Cependant, parce que des orbicules ne sont pas limités aux compositions particulières ou limitées, il est peu probable que l'immiscibilité soit significative dans leur formation.
2 Les fluctuations d'une fonte au niveau d'un eutectique dû aux variations de la température et de la pression produisent des couches de compositions alternatives (Lawson, 1904 ; Vogt, 1906).
3°) Les orbicules sont les produits des réactions entre le magma et les enclaves (Frosterus, 1892 ; 1896 ; von Chrustschoff, 1894 ; Benedicks et Tenow, 1911 ; Cole, 1916 ; Nockolds, 1931 ; Koide, 1951).

Les hypothèses 2 et 3 sont probablement valides mais ne sont pas suffisantes en tant qu'explications générales.


4 Les orbicules résultent du mouvement des noyaux dans des parties de magma de différentes compositions (Sederholm, 1928). Cette hypothèse manque à l'évidence d’explications.
5 La cristallisation d’enveloppes concentriques de composition différente dans un magma forme des orbicules. L'homogénéisation du magma est empêchée par une grande viscosité qui retarde la diffusion (Sederholm, 1928) ; cependant, la plupart des orbicules se forment dans les environnements de la diffusion active.
6 Cristallisation excessive de feldspath au cœur d'un noyau sursaturé de constituants ferromagnésiens dans un magma environnant ; puis, cristallisation excessive du dernier magma environnant sursaturé en feldspath. Le processus est répété jusqu'à ce que le magma soit épuisé dans les deux constituants (Iddings, 1909). Cette hypothèse est valide seulement pour des magmas près des compositions eutectoïdes.
7 Les orbicules résultent de sursaturation rythmique et cristallisent au centre d’un magma de manière analogue à la formation d'anneau de Liesegang dans un gel (Liesegang, 1913 ; Erdmannsdörffer, 1924). Cette hypothèse est probablement valide dans beaucoup de cas mais exige une élaboration.

  • Métamorphique :

 

1 Formation d'orbicules pendant la granitisation et la diffusion active (Eskola, 1938) en quelque sorte semblable à la formation de l'anneau de Liesegang dans un gel (Ishioka, 1953 ; Leveson, 1963).
2 L'afflux des ions Na+ (ion sodium) et la diffusion extérieure des ions Ca+, Mg2+, et Fe2+ pendant la métasomatose de sodium des roches mafiques créent les conditions dans lesquelles les orbicules peuvent se former (Simonen, 1941 ; 1950). Ces deux hypothèses sont valides dans certains cas, mais elles ne fournissent pas une explication générale.

Types de roches orbiculaires 

Il y a actuellement 43 types de roches orbiculaires répertoriées sur la planète. Les 4 groupes sont :

 

Les roches orbiculaires intrusives :

  • 25 types qui représentent environ 86%

Les roches orbiculaires extrusives :

  • 7 types qui représentent environ 4%

 

Les roches orbiculaires métamorphiques : 

  • 6 types qui représentent environ 4%

 

Les autres roches orbiculaires :

  • 21 types qui représentent environ 6%

Description des roches orbiculaires 

Les orbicules sont constitués d’un noyau central (nucléus) entouré d’une couche (orbicule simple) ou de plusieurs couches concentriques (orbicule multiple).

Les orbicules sont de forme sphéroïdale, ellipsoïdale, irrégulière ou pyriforme. Ils sont parfois déformés ou réduits en fragments ; certains sont partiellement assimilés par la matrice :

Ils présentent parfois des recristallisations. Leur dimension varie de moins de 1 cm à plus de 40 cm ; ils sont étroitement serrés ou au contraire dispersés dans la matrice. Les noyaux et les cortex (couche) peuvent être poly ou mono-minéral. Ils ont une texture aphanitique, phanéritique, granulaire, radiale ou sont tangentiellement orientés. Pour une occurrence donnée, les orbicules sont tous semblables ou plusieurs types peuvent se rencontrer.

Les noyaux ont des types variés, on rencontre :

  • Noyau identique à la matrice (à grain fin, moyen ou grossier)

  • Noyau identique à la roche encaissante (à grain fin, moyen ou grossiers)

  • Noyau constitué d'un ou plusieurs cristaux

  • Noyau de type schisteux

  • Noyau constitué d’un xénolite surmicacé

  • Noyau constitué d’un fragment d’orbicule

  • Noyau constitué d’un orbicule formé précocement

On rencontre très souvent plusieurs types de noyaux dans un même affleurement, il est très rare qu’un gisement présente un seul type de noyau. La forme du noyau donne la dimension et la forme de l’orbicule.

Le cortex (couches qui entourent le noyau) peut aller de une à plus de 40 couches ; l'espacement est soit régulier, soit irrégulier. Chaque couche individuelle est assez constante en épaisseur. Les couches intérieures et extérieures ont un contact plus ou moins précis avec le noyau ou la matrice ; les contacts entre couches sont distincts ou graduels. Certaines couches épaisses se composent de plusieurs couches minces alignées étroitement. Dans un même affleurement, les orbicules peuvent ou ne peuvent pas avoir le même nombre d’espacements ou de successions de couches.
La matrice peut-être identique ou différente de celle de la roche encaissante. La granulométrie de la matrice peut-être identique ou différente de celle des orbicules ou de la roche encaissante ; la texture est très variable (granulaire, schisteuse, feuilleté, etc). La zone de contact entre la matrice et la roche encaissante peut être franche ou graduelle ; certains gisements présentent deux ou plusieurs matrices distinctes.
Les roches encaissantes sont de nature magmatique intrusive ou extrusive, métamorphique, migmatitique ou il peut s'agir d'un massif minéralisé. Les structures sont : des dykes, des sills, des batholites, des tufs, des coulées de laves, des gneiss, des schistes, des cornéennes, des migmatites ou des chromitites.

On rencontre fréquemment au sein des roches orbiculaires des fragments de roches magmatiques, des xénolites, des nodules non orbiculaires, des ségrégations minérales, des phénocristaux, des porphyroblastes et des proto-orbicules formés d’un noyau entouré d’une couche mal définie.

Travailler sérieusement sans se prendre au sérieux !

mineralogie.club

Travailler sérieusement sans se prendre au sérieux !

logo FB share.png
logo FB 50x50.png