Basalte

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Structure géométrique typique des orgues basaltiques près du fleuve Skjálfandafljót, Islande.
Colonnes basaltiques dans le massif du Rhön en Bavière.

Le basalte est une roche volcanique issue d'un magma refroidi rapidement au contact de l'eau ou de l'air. C'est le constituant principal de la couche supérieure de la croûte océanique.

Le mot basalte est emprunté au latin basaltes, lui-même probablement dérivé d'un terme éthiopien signifiant « roche noire ».

Le basalte est une roche mélanocrate à holomélanocrate (sombre à très sombre) à structure microlithique. Il est essentiellement composé de plagioclases (50 %), de pyroxènes (25 à 40 %), d'olivine (10 à 25 %), et de 2 à 3 % de magnétite. Les basaltes sont issus de la fusion partielle du manteau terrestre de composition péridotitique (lherzolite).

Les plus grands épanchements basaltiques connus sont les trapps de Sibérie en Russie, les trapps du Deccan en Inde, le plateau de la Columbia aux États-Unis ou encore les laves triasiques nord-américaines. La structure basaltique la plus célèbre est sans doute la chaussée des Géants en Irlande, où l'on peut admirer des orgues basaltiques (formations en forme de colonnes, généralement de coupe hexagonale). Les régions sombres de la Lune (les « mers ») sont formées de basaltes[1].

Le basalte est une roche basique. Les roches plutoniques de même composition minéralogique sont les gabbros.

Classification des basaltes[modifier | modifier le code]

Modèle basaltique:
  •       plan de saturation de la silice
  • opx : orthopyroxène
  • cpx : clinopyroxène
  • ab : albite
  • Ne : néphéline
  • Qz : quartz
  • ol : olivine

Les basaltes se classent par leur taux de saturation en silice.

Lorsque le basalte n'atteint pas le plan de saturation de la silice, de la néphéline [SiAlO4]Na est exprimée. C'est le domaine des basanites, et, à l'approche du plan de saturation, celui du basalte alcalin à olivines. Au-delà du plan de saturation, c'est le domaine tholéiitique, avec le basalte tholéiitique, si le quartz n'est pas exprimé, et le quartz tholéiite sinon.

Les néphélinites et mélilitites[modifier | modifier le code]

Les néphélinites et mélilitites sont des roches holofeldspathoïdiques. Elles ne se trouvent que dans les rifts, généralement en fin de vie.

La basanite[modifier | modifier le code]

La basanite est caractéristique du volcanisme intraplaques ponctuel et de faible volume. En France, on la trouve dans les rifts rhénan, de Limagne et des Causses.

Le basalte alcalin à olivine[modifier | modifier le code]

Le basalte alcalin à olivine est une roche ubiquiste. On le trouve dans le volcanisme intraplaques océanique et continental lorsque celui-ci est de faible volume.

Le basalte tholéiitique[modifier | modifier le code]

Le basalte tholéiitique (ou olivine tholéiite, ou tholéiite à olivine) constitue les fonds océaniques. Les MORB (MORB = basalte de dorsale, de l'anglais Mid Ocean Ridge Basalt) – K2O inférieur à 0,2 % et TiO2 inférieur à 2,0 % sont les constituants essentiels de la croute océanique. Il se trouve également dans le volcanisme intraplaques océanique et continental. Il contient un orthopyroxène normatif (non exprimé).

La tholéiite à quartz[modifier | modifier le code]

La tholéiite à quartz (ou quartzique) est beaucoup plus rare. Cette dénomination est trompeuse car on ne trouve jamais de quartz dans ces roches. Le quartz apparait seulement virtuellement dans la normalisation de la composition chimique.

L'origine des basaltes[modifier | modifier le code]

Orgues basaltiques, Nord de la Bohème
Au Nord-Ouest de Hov (îles Féroé)

En prenant un basalte et en le soumettant expérimentalement à la température et à la pression que l'on trouve au niveau de la Low Velocity Zone (LVZ), on obtient une éclogite. La roche mère d'un basalte ne peut donc pas être un basalte. Ce serait plutôt une éclogite, mais la vitesse de propagation des ondes nous indique que la roche présente au niveau de la LVZ ne peut en être une. Il est donc nécessaire de trouver une autre composition pour la roche mère.

Les ophiolites nous permettent d'avoir une idée. Le manteau doit être une péridotite. Un modèle de péridotite a été avancé : la pyrolite. Le géotherme ne croise le solidus de la pyrolite que si elle est hydratée (0,1 %). Il n'y a pas de fusion en dessous de la LVZ car nous arrivons dans une zone de pyrolite sèche.

Selon la pression à laquelle se fait la fusion partielle, les minéraux affectés par la fusion ne sont pas les mêmes. Pour des taux de fusion faibles, le liquide est riche en eau et en alcalins : on obtient des basanites ou des basaltes alcalins à olivines. Pour des taux de fusion élevés, le liquide est plus riche en calcium, fer et magnésium, et on obtient des olivines tholéiites.

Au niveau des points chauds, le taux de fusion de la pyrolite va de 5 % en périphérie, avec formation de basanite, à 30 % au centre, avec formation d'olivine tholéiite. Lorsque le taux de fusion est de 10 %, il y a formation de basalte alcalin à olivines.

Au niveau des rides médio-océaniques, le taux de fusion est de 30 %, et nous obtenons de l'olivine tholéiite.

Orgues basaltiques[modifier | modifier le code]

Les orgues basaltiques ou les colonnes basaltiques sont une formation géologique composée de colonnes régulières. Elle résulte de la solidification et de la contraction thermique d'une coulée basaltique peu de temps après son émission. La partie inférieure, qui se refroidit ou s'assèche plus lentement, se fracture de la surface vers la profondeur sous formes de prismes sub-verticaux à section hexagonale d'ordre décimétrique. Ces colonnes sont surmontées d'une zone de petits prismes moins réguliers (ou « faux prisme ») pouvant s'associer en gerbes.

Orgues basaltiques dans le Plateau d'Antrim, montrant les fracturations longitudinales et transversales

La genèse des orgues a été mise en équation par Lucas Goehring et ses collègues de l'Université de Toronto. La loi d'échelle mise en évidence relie la largeur entre deux fissures aux propriétés du milieu et au flux de chaleur ou d'humidité. Elle est vérifiée avec un modèle basé sur de la fécule de maïs qui se comporte comme de la lave. La régularité des colonnes basaltiques de la Chaussée des Géants en Irlande du Nord serait ainsi due à une perte de chaleur constante.

Exemple : l'orgue du Bras de la Plaine à l'île de La Réunion.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) http://www.nasa.gov/worldbook/moon_worldbook.html | Article de la NASA sur la Lune

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