Granite

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Ne doit pas être confondu avec granit.
Granite poli de type Giallo
Lame mince de granite au microscope en lumière polarisée analysée

Le granite est une roche plutonique magmatique à texture grenue, riche en quartz, qui comporte plus de feldspath alcalin que de plagioclase. Il est caractérisé par sa constitution en minéraux : quartz, feldspaths potassiques (orthoses) et plagioclases, micas (biotite ou muscovite). Le granite et ses roches associées forment l'essentiel de la croûte continentale de la planète[1]. C'est un matériau résistant très utilisé en construction, dallage, décoration, sculpture, sous l'appellation granit.

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 finalement par le jeu de l'érosion qui décape 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. On dénombre aujourd'hui plus de 500 couleurs de granite 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 (riche en silice) et dense (densité moyenne : 2,7) [2].

Les plus gros monolithes granitiques du monde se trouvent dans le parc de Yosemite, en Californie.

En réalité, le terme granite est souvent pris dans le sens plus large des granitoïdes, roches plutoniques avec plus de 20 % de quartz, indépendamment de la nature du ou des feldspaths qu'on y trouve.

Différence entre granite et granit[modifier | modifier le code]

Roche granitique.

Il ne faut pas confondre « granite » et « granit », le premier désignant une roche spécifique, tandis que le second est un terme commercial utilisé dans l'industrie extractive, indépendamment de sa lithologie. Le granit est alors un type de roche non poreuse, imperméable, grenue (constituée de grains visibles à l'œil nu[3]) et cohérente. Des roches très variées peuvent ainsi être commercialisées sous l'appellation « granit » : granite, calcaire, gneiss[4]

La graphie granit pour désigner le granite des géologues (voir définition ci-après) est toutefois admise par de nombreux dictionnaires[5] ainsi que par l'Académie française[6]. Ce terme semble être originaire d'Italie[7]. Il apparaît pour la première fois dans le Dictionnaire de la Crusca[réf. souhaitée]. Il est repris ensuite par Andrea Cesalpino dans son ouvrage De metallicis en 1596, puis par Joseph Pitton de Tournefort dans sa Relation d'un voyage du Levant fait par ordre du roy en 1717.

Les ensembles granitiques à l'échelle mondiale[modifier | modifier le code]

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.

Genèse des granites[modifier | modifier le code]

Le plus gros monolithe granitique du monde au parc de Yosemite, en Californie.

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.

Deux modèles de processus pétrogénétiques responsables de la formation des granites sont proposés : fusion crustale de roches à différents niveaux de composition variable (ces roches fondues de la croûte continentale ou océanique donnant directement un liquide granitique) ; fusion mantellique de roches ultramafiques qui donnent des basaltes, des andésites/diorites, évoluant par le processus de différenciation en une série magmatique plus ou moins complète, qui s'étend du magma basique primaire au granite. Ces modèles (origine mantellique et crustale) sont insuffisants pour expliquer la variété des granites dont la formation résulte le plus souvent d'une contamination et d'un enrichissement du magma basique par la silice et les alcalins (Na et K) qui diffusent de la croûte continentale, ou d'un mélange entre des magmas basiques d'origine mantellique et des magmas granitique d'origine crustale (granite mixte)[8]. Si l'immense majorité des granites peut avoir deux origines différentes (mantellique et crustale), mais non incompatibles, tous les intermédiaires possibles existent[9].

Classification et typologie[modifier | modifier le code]

Composition minéralogique des roches magmatiques.

De nombreux auteurs ont établi des classifications, parfois génétiques, souvent binaires : leucogranites et granodiorites de J. Didier & J. Lameyre (1969)[10], granites I[11] et granites S[12] de B.W. Chappell & A.J.R. White (1974)[13], série à ilménite et série à magnétite de S. Ishihara (1977)[14], granites crustaux C et granites mantelliques ou mixtes M de J. Didier et al. (1982)[15], etc. Ces classifications binaires ne rendent pas compte totalement de l'hétérogénéité des granites et de la complexité des phénomènes naturels.

La classification de B.W. Chappell & A.J.R. White (1974) a été adaptée par les pétrologues du monde entier, et progressivement complétée par le granite de type « M » (1979, Chappell)[16], et le granite de type « A » (Loiselle & Wones 1979)[17]. Progressivement, cette classification S-I-M-A en 4 groupes s'est imposée, même si la plupart des pétrologues s'intéressant aux granites reconnaissent qu'elle est à la fois incomplète et ambiguë. Pour autant, aucune autre classification n'a réussi à s'imposer dans le monde des granites[18].

En 1999, une classification plus générale portant sur les granitoïdes les répartit en six grands groupes[19] de minéralogie et de chimie distinctes[20].

Les granites calco-alcalins[modifier | modifier le code]

Ils sont d'origines mixtes (mantellique et crustale) 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[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Tholéiite.

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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. Il s'agit d'un granite à deux micas (par opposition aux granites les plus courants dits granites à biotite, caractérisés par la présence de biotite seule).

La montagne de Locronan est formée sur un pluton de leucogranite. Des intrusions tardives de leucogranite à biotite et muscovite sont à l'origine du Mont-Dol, du Mont-Saint-Michel et de Tombelaine[21].

Le granite d'anatexie[modifier | modifier le code]

Le granite d'anatexie (du grec ana, « en haut » et texis, « enfantement », « fusion ») a des contacts diffus, progressifs avec les roches encaissantes métamorphiques. L'absence d'auréole de métamorphisme de contact indique qu'il n'y a pas de contraste thermique entre le magma et son encaissant, contrairement au granite intrusif. Ce granite est dit « concordant » car il ne digère pas l'encaissant. Le passage est progressif entre des roches hautement métamorphiques et le granite d'anatexie par l'intermédiaire de gneiss migmatitiques.

Ce granite 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 piégeage du liquide in situ, conduit à une morphologie de batholite d'anatexie. Si ce magma granitique migre vers la surface, il peut être à l'origine de granites intrusifs formant des massifs circonscrits, « discordants » (batholite intrusif discordant, pluton).

Le granite obtenu peut former des mylonites ou des gneiss mis au jour [réf. souhaitée] par l'érosion. Ces granites sont de type S (croûte continentale sédimentaire riche en aluminium).

Utilisation[modifier | modifier le code]

Carrière de granite dans les Vosges

L’histoire du granite commence en carrière d’où il est extrait au moyen du minage (répartition de charges d'explosifs dans des trous réalisés par des forages selon un écartement, appelé maille) ou par sciage au câble diamanté (technique apparue dans les années 1970 dans les carrières de marbre italiennes). Les blocs ainsi extraits sont ensuite acheminés vers les usines ou ateliers où ils subissent plusieurs opérations mécanisées de transformation (dégrossissage aux coins éclateurs et à la masse, débitage par sciage, diverses façons de taille et de finitions de surface) jusqu’à obtenir les produits finis commandés par la clientèle. La taille manuelle reste utilisée pour le façonnage d’un certain nombre de produits[22].

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 granite a été utilisé au Nigéria pour fabriquer du verre[23].

C'est l'une des trois roches officielles de l'état du Vermont, aux États-Unis, les autres étant le marbre et l'ardoise.

Altérations du granite[modifier | modifier le code]

Auréoles de rouille dans un granite altéré.
Boule de granite rose de Bretagne, à Trégastel

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 par exemple en Bretagne, dans les Vosges, dans le Massif central, dans les Alpes, dans le Jura (Massif de la Serre) et en Corse.

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 s'imprégnent progressivement 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[24] 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…

Modelés granitiques (Bretagne)

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.

L'altération du granite en arène
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[25])
Grains non altérés
Poudre argileuse résultat de l'altération chimique des feldspaths et des micas

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, BRGM éditions, 2005 (ISBN 2701140811), p. 13 et 64
  2. François Michel, Roches et paysages, reflets de l’histoire de la Terre, Paris, Belin, Orléans, BRGM éditions, 2005 (ISBN 2701140811), p. 60
  3. D'où son nom, de l'italien granito : grenu
  4. Walter Schumann, Guide des minéraux et des roches, Paris, Delachaux et Niestlé, coll. « Les Guides du Naturaliste », , 8e éd., 399 p. (ISBN 978-2-306-01655-8), p. 206.
  5. 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
  6. « GRANIT(E) », le Trésor de la Langue Française Informatisé (consulté le 6 mai 2011).
  7. 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
  8. (en) Petford N, Cruden AR, McCaffrey KJ, Vigneresse JL, « Granite magma formation, transport and emplacement in the Earth’s crust », Nature, vol. 408, no 6813,‎ , p. 669-673.
  9. Pierre Thomas, « Vade-mecum sur l'origine des granites », sur [planet-terre.ens-lyon.fr], .
  10. Didier, J., Lameyre, J., « Les granites du Massif Central Francais. Etude comparee des leucogranites et granodiorites », Contributions to Mineralogy and Petrology, 24, , 1969, 219-238
  11. I pour « Ignés », c'est-à-dire ortho-dérivés (issus de la fusion de roches magmatiques.
  12. S pour « Sédimentaires », c'est-à-dire para-dérivés (issus de la fusion de roches sédimentaires.
  13. (en) Chappell, B.J. & White, A.J.R., « Two Contrasting Granite Types », Pac. Geol., vol 8, , 1974, p.173-174
  14. (en) Ishihara, S., « The magnetite-series and ilmenite-series granitic rocks », Mining Geology, vol 27, 1977, p. 293–305
  15. (en) Didier J., Duthou J.L. & Lameyre J., « Mantle and crustal granites : genetic classification of orogenie granites and the nature of their enclaves », J. Vole. Geotherm. Res., vol 14, 1982, p. 125-132
  16. Granite Mantellique avec une source issue du manteau.
  17. Granite anorogénique.
  18. Jean-François Moyen, « Il ne faut pas confondre granite et granite », sur [planet-terre.ens-lyon.fr], .
  19. MPG (Muscovite Peraluminous Granites) : Granitoïde Peralumineux à Muscovite ; CPG (Cordierite Peraluminous Granites) : Granitoïde Peralumineux à Cordiérite ; KCG ((K)potassic Calc- alkaline Granites) : Granitoïde Calco-alcalin Potassique (K) ; ACG (Amphibole Calc-alkaline Granites) : Granitoïde Calco-alcalin à Amphibole ; ATG (Arc Tholeitic Granites) : Granitoïde Tholéitique d’Arc ; RTG (Ridge Tholeitic Granites) : Granitoïde Tholéitique de Ride ; PAG (Peralkaline and Alkaline Granites) : Granitoïde Peralcalins à alcalins.
  20. (en) Bernard Barbarin, « A review of the relationships between granitoïd types, their origins and their geodynamic environments », Lithos, vol. 46, no 3,‎ , p. 605-626 (lire en ligne).
  21. Chantal Bonnot-Courtois, Bruno Caline, Alain L'Homer, Monique Le Vot, La Baie du Mont-Saint-Michel et l'estuaire de la Rance, Éditions Technip, , p. 15
  22. Industrie minérale, mines et carrières, Société de l'industrie minérale, , p. 376.
  23. (en) Th. Rehren et Ian C. Freestone, « Ancient glass: from kaleidoscope to crystal ball », Journal of Archaeological Science, no 56,‎ , p. 233 (lire en ligne)
  24. Fractures formées lors de la remontée du pluton, par thermoclastie.
  25. Aspect de gros sel.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]