Granite
Ne doit pas être confondu avec granit.
Le granite est une roche plutonique magmatique à texture grenue, cette texture étant à l'origine de son nom dérivé du latin granum, grain. Le granite est le résultat du refroidissement lent, en profondeur, de grandes masses de magma intrusif qui formeront le plus souvent des plutons, ces derniers affleurant actuellement, en surface grâce au jeu de l'érosion qui a décapé les roches sus-jacentes. Ces magmas acides (c'est-à-dire relativement riches en silice) sont essentiellement le résultat de la fusion partielle de la croûte terrestre continentale. Certains granites (plagiogranites) rencontrés en petits plutons dans la croûte océanique sont, quant à eux, le résultat de la différenciation ultime de magmas basiques. Ses minéraux constitutifs sont principalement du quartz, des micas (biotite ou muscovite), des feldspaths potassiques (orthoses) et des plagioclases. Ils peuvent contenir également de la hornblende, de la magnétite, du grenat, du zircon et de l'apatite. En tout, on dénombre aujourd'hui plus de 500 couleurs de granites différentes[réf. nécessaire].
Les roches volcaniques correspondantes sont les rhyolites.
La composition chimique moyenne du granite est : 74,5 % de SiO2, 14 % de Al2O3, 9,5 % de (Na2O, K2O), 2 % d'oxydes (Fe, Mn, Mg, Ca).
Le granite est une roche acide et dense (densité moyenne : 2,7) [1].
Le granite et ses roches associées forment l'essentiel de la croûte continentale de la planète[2]. Les plus gros monolithes granitiques du monde se trouvent dans le parc de Yosemite, en Californie.
Le terme granite peut être pris dans le sens plus large des granitoïdes.
Différence entre granite et granit
Il ne faut pas confondre « granite » et « granit ». Ce dernier est un terme technique utilisé par les marbriers. Il ne définit pas une roche spécifique : le granit est un type de roche non poreuse (l'eau n'y pénètre pas), imperméable (l’eau ne la traverse pas), grenue (constituée de grains visibles à l'œil nu[3]) et cohérente (elle ne s'effrite pas sous la pression des doigts, car elle est formée d'éléments fortement soudés entre eux). Le petit granit des Ardennes est, par exemple, un calcaire.
La graphie granit pour désigner le granite des géologues est toutefois admise par de nombreux dictionnaires[4] ainsi que par l'Académie française[5]. Ce terme semble être originaire d'Italie[6]. Ses premières apparitions sont trouvées dans le Dictionnaire de la Crusca. Il est repris plus tard par Andrea Cesalpino dans son ouvrage De metallicis en 1596, puis par Joseph Pitton de Tournefort dans son livre Relation d'un voyage du Levant fait par ordre du roy en 1717.
Genèse des granites
Les granites sont d'origine plutonique, par opposition aux roches effusives d'origine volcanique comme le basalte. Ils se forment en profondeur par refroidissement très lent du magma, mélangé à d'autres roches. Les minéraux cristallisent alors dans un certain ordre : d'abord les micas, puis les feldspaths, enfin les quartz. Certains granites naissent de la fusion de la croûte continentale lors d'une collision entre deux plaques tectoniques.
Les granites au sens large représentent un élément important de la croûte continentale terrestre. Dans certaines régions du monde (Afrique du Sud, Nord-Est du Brésil, Nord-Ouest de l’Australie), ils constituent jusqu’à 75 % de la surface des roches exposées. Par exemple, la collision de plaques continentales a pour effets essentiels la formation de grandes zones de déformation, mais aussi la production de granites. C'est un des moyens les plus efficaces d’évacuer l’énergie de la collision, soit thermiquement (fusion de la croûte), soit mécaniquement (cisaillements verticaux ou horizontaux). Les granites représentent le mode principal de transfert des éléments, en particulier ceux producteurs de chaleur (Th, U) de la croûte inférieure à la croûte supérieure. Ils conduisent donc à une différenciation chimique de la croûte. De plus, ils sont souvent à l’origine de minéralisations dont l’intérêt économique est évident.
Typologie
Les granites calco-alcalins
Ils sont d'origines mixtes (mantellique et crustal) et majoritaires dans les zones de subduction où ils participent à la formation et au recyclage de la croûte continentale. Ce sont les granites de type I. Les granites calco-alcalins sont présents dans la croûte continentale proche du Moho (discontinuité de Mohorovičić). Ils ont la particularité d'être certes grenus, mais surtout, la présence de microlites (rare) prouve l'activité des enveloppes internes de la Terre. [réf. nécessaire]
Les granites tholéiitiques
Associés à la croûte océanique, ils résultent d'une différenciation poussée d'un magma à l'origine basaltique. Les plagiogranites sont très riches en feldspaths plagioclases, d'où leur teinte claire. Des plagiogranites peuvent être observées dans les ophiolites du Chenaillet.
Les granites alcalins
Ils sont issus d'un magmatisme alcalin typique d'un contexte distensif. D'origine mantellique le rapport 86Sr/87Sr de ces roches est élevé. Ce sont les granites de type M, ils ont un rôle essentiel dans la formation de la protocroûte (épaississement et enrichissement en certains minéraux). Ils sont surtout constitués de minéraux appelés feldspaths alcalins. Ils sont reconnaissables par leur pâleur. On y trouve peu de pyroxène, mais plus de quartz. Ils sont rares et nécessitent des forages quasi rivaux.
Les leucogranites
Les leucogranites (du grec λευκος / leucos, « blanc ») sont relativement riches en alumine et sont caractérisés par la présence de muscovite (mica blanc) à côté de la biotite.
La montagne de Locronan est formée sur un pluton de leucogranite.
Le granite d'anatexie
Le granite d'anatexie (du grec ana, « en haut » et texis, « enfantement », « fusion ») a un aspect différent des autres granites. Il a souvent des hétérogénéités, avec des minéraux orientés. Il est issu de la fusion de la croûte continentale dans deux contextes géodynamiques différents. Dans les zones de subduction, cette fusion a lieu à la suite de l'hydratation des roches de la croûte continentale par l'eau provenant de la déshydratation de la croûte océanique subduite. Dans les zones post-collision, la fusion est rendue possible par l'augmentation de la température grâce à la désintégration radioactive des éléments de la croûte continentale. Dans les deux cas, la croûte continentale subit une fusion partielle. Le liquide peut alors rester sur place et constituer des batholites ou bien migrer par des accidents tectoniques. Dans les deux cas, il est dit concordant et ne digère pas l'encaissant. Le granite obtenu peut former des mylonites ou des gneiss mis à jour [réf. souhaitée] par l'érosion. Ces granites sont de type S (croûte continentale sédimentaire riche en aluminium).
Utilisation
Le granite est utilisé comme matériau de construction (granulats de haute résistance mécanique issus de granite microgrenu, pierre dimensionnelle) ou d'empierrement. En raison de sa texture, de sa durabilité, de son aptitude au polissage et de sa composition pluriminérale qui lui donne un aspect esthétique et différents coloris (nuancier de granites), il est également employé pour la fabrication de monuments funéraires, sculptures, comptoirs, dallages, bordures de trottoir et, depuis les années 1980, comme matériau d'ornement de cuisines et salles de bain.
De manière plus anecdotique, le granite peut aussi servir d'alternative aux glaçons pour refroidir les boissons. Contrairement aux glaçons, la pierre ne fond pas et ne risque donc pas de dénaturer le goût de la boisson par dilution.
Quelques monuments en granite:
- Le Mont Rushmore;
- L’Obélisque de Louxor.
Altérations du granite
Lors de sa cristallisation dans la croûte, le granite reste immobilisé à cet endroit précis, ce qui forme alors un pluton granitique. Le soulèvement des terrains et l'érosion des couches supérieures rendent observable le pluton granitique. Les affleurements granitiques sont nombreux dans le monde ; en France, on peut les observer en Bretagne, dans les Vosges, dans le Massif central, dans les Alpes ou dans le Jura (Massif de la Serre).
Dans un granite faiblement altéré, le fer de la biotite précipite en hydroxyde de fer FeO(OH)x (minéraux de limonite ou goethite) qui forme des auréoles de couleur rouille autour de ces minéraux, les autres minéraux paraissant sains. Dans un granite fortement altéré devenu friable (« granite pourri »), les minéraux de biotite tendent à disparaître par hydrolyse (transformés en oxyde ferrique ou en chlorite donnant une teinte verdâtre), les cristaux de feldspath deviennent ternes, pulvérulents (hydrolyse partielle, car leur ion Al3+ est insoluble) et progressivement imprégnés des hydroxydes de fer qui se concentrent au voisinage de petites fissures, les grains de quartz restent sains. Les argiles résultent, par néoformation, de l’hydrolyse des biotites et des feldspaths tandis que les cristaux de feldspath (notamment l'orthose plus résistant à l’altération que le plagioclase, le premier formant des cristaux en relief à la surface du granite pourri) et de quartz non altérés formeront des grains individualisés, l'arène granitique prise dans une pâte argileuse.
L'altération mécanique et chimique du granite est facilitée par la présence de diaclases et de fissures[7] plus ou moins larges permettant à l’eau ou aux racines des plantes de pénétrer plus facilement à l’intérieur de la roche : le granite possède en effet une porosité de fissures ouvertes (cas d'une roche en décompression) et fermées (cas d'une roche en compression). L'altération périphérique du granite selon une série d'écailles concentriques en pelures d'oignon conduit, en climat tempéré, à la formation de blocs et de boules de granites puis d'un chaos granitique au pied duquel on observe une arène granitique (voir par exemple le site de la « pierre aux neuf gradins » Soubrebost, dans le département de la Creuse). En climat tropical, l'hydrolyse neutre ou alcaline conduit à des argiles parfois différentes tandis que les ions Al3+ des feldspaths précipitent sous forme d'hydroxydes (bauxite).
La vitesse de désagrégation du granite dépend du climat, mais s'accélère une fois que le granite est devenu une roche grenue non consolidée de type sable, très perméable en raison de sa porosité d'interstices. En montagne, l'érosion des massifs granitiques donne lieu à différents modelés : aiguilles, flèches…
La désagrégation du granite, ayant ainsi libéré le feldspath, le quartz et le mica, est à l'origine de gisements desquels on peut extraire ces différents minéraux.
Le feldspath peut évoluer jusqu'au stade d'argile kaolinique.
| Granite | Arène granitique |
|---|---|
| Mica (minéral noir ; la muscovite (mica blanc) est inaltérable) |
Très rare car très altéré |
| Feldspath (minéral clair et brillant) |
Grains plus ou moins altérés |
| Quartz (minéral translucide de forme irrégulière à éclat gras[8]) |
Grains non altérés |
| Poudre argileuse résultat de l'altération chimique des feldspaths et des micas |
Notes et références
- François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, BRGM éditions, 2005 (ISBN 2701140811), p. 60
- François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, BRGM éditions, 2005 (ISBN 2701140811), p. 13 et 64
- D'où son nom, de l'italien granito : grenu
- Parmi lesquels le dictionnaire Flammarion de la langue française éd. 1999, le Petit Larousse compact éd. 1997, le dictionnaire usuel illustré Quillet-Flammarion éd. 1981, le dictionnaire d'Émile Littré de 1877
- « GRANIT(E) », le Trésor de la Langue Française Informatisé (consulté le ).
- Scipione Breislak, Traité sur la structure extérieure du globe, vol. 1, Milan, Jean-Pierre Giegler, (lire en ligne), chap. XXXII (« Considérations sur le granit et sur son gisement »), p. 313
- Fractures formées lors de la remontée du pluton, par thermoclastie.
- Aspect de gros sel.
