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La pétrologie ou science des roches s intéresse aux mécanismes physiques chimiques et biologiques qui sont à l origine d
Pétrologie
La pétrologie (ou « science des roches ») s'intéresse aux mécanismes (physiques, chimiques et biologiques) qui sont à l'origine de la formation et de la transformation des roches. Le spécialiste qui applique ou développe la pétrologie est un pétrologue.
| Partie de | Géologie |
|---|---|
| Pratiqué par | Pétrologue (d) |
| Objet | Roche |
La pétrologie, dans un sens plus large, inclut la pétrographie et la pétrogenèse ou lithogenèse (étude des processus pétrogénétiques ou lithogénétiques à l'origine des roches).
De la pétrographie à la pétrologie
Les deux termes de pétrographie et de pétrologie reflètent surtout le développement historique de la science des roches : historiquement, la première discipline est la pétrographie qui depuis la fin du XVIIIe siècle décrit ces roches (en ce qui a trait aux structures, textures, compositions…) et leurs relations avec l'environnement géologique, alors que la pétrologie est une science qui se développe au XXe siècle et se démarque de la première par sa démarche phénoménologique, en expliquant les processus pétrogénétiques à l'origine des roches. Ainsi la distinction entre pétrographie et pétrologie est-elle parfois considérée comme dépassée :
« […] le nouveau nom était un anglicisme, ou plutôt un américanisme, puisque le terme de « petrology » a été créé en 1902, pour qualifier la chaire attribuée à Joseph Paxon (1857-1920) par l'université de Chicago. En fait, cette différence entre description et interprétation […] est parfaitement spécieuse : tout scientifique cherche à interpréter ce qu'il a décrit, en fonction des connaissances de l'époque et des données dont il dispose. Mais, dans le cas présent, les deux noms, consacrés par l'usage, se justifient. »
— Jacques Touret, L'essor de la géologie française.
Depuis les années 1950, l'observation au microscope est complétée par des techniques d'analyse issues de la physique (microscope électronique à balayage, micro-sonde électronique ou l'analyseur en micro-fluorescence X…), de la géochimie (méthode de datation absolue des roches en géochronologie), de l'informatique (accroissement des capacités de calcul), ainsi que par les progrès de l'expérimentation (cellules à enclumes de diamant qui permettent d'atteindre de très hautes pressions et températures).
Pétrologie classique
La pétrologie est classiquement l'étude des roches par l'observation sur le terrain et au microscope (optique ou électronique) et par l'analyse spectroscopique et chimique des roches elles-mêmes ou de leurs minéraux. Du fait de la nature des phénomènes impliqués, on peut parler non pas d'une mais de trois disciplines pétrologiques :
- la pétrologie magmatique (parfois aussi dénommée pétrologie « cristalline ») s'intéresse aux roches magmatiques, telles que les basaltes ou les granites. L'histoire de la formation d'une roche magmatique peut être très complexe : elle débute par la genèse d'un magma (schématiquement, un liquide produit de la fusion de roches préexistantes) et se poursuit par la cristallisation progressive de ce magma, étape pendant et après laquelle se déroulent maintes transformations chimiques. Par abus de langage, on restreint souvent l'usage du terme « pétrologie » à la seule pétrologie magmatique ;
- la pétrologie sédimentaire (ou sédimentologie) s'intéresse aux mécanismes présidant à la formation des roches sédimentaires, telles que les calcaires ou les grès ;
- la pétrologie métamorphique se donne pour objectif la compréhension des transformations qui conduisent à la formation de roches métamorphiques, telles que les schistes ou les gneiss. À l'origine simples roches magmatiques ou sédimentaires, ces roches ont connu, lors d'une période d'enfouissement à grande profondeur dans la croûte terrestre, les effets d'une longue exposition à de fortes pressions et à de hautes températures. En vertu de quoi leur texture, leur minéralogie, leur chimie aussi, ont pu connaître de profondes transformations.
Ces trois champs d'étude se distinguent nettement par les outils et méthodes qui s'y prêtent. Divers logiciels de systématisation et de simulation permettent une approche dynamique générale, mais les études de terrain sont variées. Globalement, les trois disciplines s'appuient sur des approches pétrographiques et puisent largement dans les outils, méthodes et concepts proposés par d'autres sciences (aux premiers rangs desquelles la chimie, la chimie organique, la physique, la physico-chimie et l'analyse numérique), et plus particulièrement des géosciences (géochimie, géodésie, géophysique, minéralogie).
Pétrologie expérimentale
La pétrologie expérimentale vise à reproduire au laboratoire les conditions de température et de pression que les minéraux, les roches ou leurs précurseurs (magmas, fluides hydrothermaux) ont subies à l'intérieur de la croûte ou du manteau terrestres. L'objectif est d'établir les propriétés d'équilibre des matériaux terrestres (voire extraterrestres) dans ces conditions, ainsi que la nature et la cinétique de leur évolution .
La pétrologie expérimentale emploie des appareils permettant d'atteindre de hautes températures (jusqu'à un maximum de 3 700 °C environ) à pression atmosphérique ou bien haute voire très haute pression (jusqu'à 600 GPa environ, soit six millions d'atmosphères). L'inconvénient est que, plus les conditions à atteindre sont extrêmes, plus la taille des échantillons doit être réduite : quelques cm3 dans les cas les plus favorables, moins d'un mm3 dans les conditions les plus extrêmes. Les appareils employés sont typiquement des autoclaves, des (en) ou des cellules à enclumes de diamant. Ce sont les travaux de pétrologie expérimentale, dont le pionnier fut Norman Bowen (1887-1956), qui ont permis d'établir les diagrammes de phases et les (en) nécessaires à la compréhension des processus pétrogénétiques (les mécanismes responsables de la formation des roches).
Notes et références
- (en) G.W. Tyrrell, The Principles of Petrology. An Introduction to the Science of Rocks, Springer Science & Business Media, (lire en ligne), p. 2
- Jacques Touret, « De la pétrographie à la pétrologie », dans Jean Gaudant, L'essor de la géologie française, Presses des Mines, (lire en ligne), p. 172.
Voir aussi
Bibliographie
- Jean-François Beaux, Bernard Platevoet, Jean-François Fogelgesang, Atlas de pétrologie, Éditions Dunod, , 180 p. (lire en ligne)
- (en) Bruce W. D. Yardley et Clare Warren, An introduction to metamorphic petrology, Cambridge University Press, , 2e éd. (ISBN 978-1-108-45648-7)
- (en) Anthony R. Philpotts et Jay J. Ague, Principles of Igneous and Metamorphic Petrology, Cambridge University Press, , 3e éd., 700 p. (ISBN 1108492886 et 978-1108492881, lire en ligne
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Articles connexes
- Glossaire de géologie
- Lithologie
- Pétrographie
Liens externes
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- Britannica
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La petrologie ou science des roches s interesse aux mecanismes physiques chimiques et biologiques qui sont a l origine de la formation et de la transformation des roches Le specialiste qui applique ou developpe la petrologie est un petrologue PetrologieDifferents modes de formation des roches Partie deGeologiePratique parPetrologue d ObjetRoche modifier modifier le code modifier Wikidata La petrologie dans un sens plus large inclut la petrographie et la petrogenese ou lithogenese etude des processus petrogenetiques ou lithogenetiques a l origine des roches De la petrographie a la petrologieLes deux termes de petrographie et de petrologie refletent surtout le developpement historique de la science des roches historiquement la premiere discipline est la petrographie qui depuis la fin du XVIII e siecle decrit ces roches en ce qui a trait aux structures textures compositions et leurs relations avec l environnement geologique alors que la petrologie est une science qui se developpe au XX e siecle et se demarque de la premiere par sa demarche phenomenologique en expliquant les processus petrogenetiques a l origine des roches Ainsi la distinction entre petrographie et petrologie est elle parfois consideree comme depassee le nouveau nom etait un anglicisme ou plutot un americanisme puisque le terme de petrology a ete cree en 1902 pour qualifier la chaire attribuee a Joseph Paxon 1857 1920 par l universite de Chicago En fait cette difference entre description et interpretation est parfaitement specieuse tout scientifique cherche a interpreter ce qu il a decrit en fonction des connaissances de l epoque et des donnees dont il dispose Mais dans le cas present les deux noms consacres par l usage se justifient Jacques Touret L essor de la geologie francaise Abondance des elements dans la croute terrestre superieure en fonction de leur numero atomique elements petrogenes et elements metallogenes Depuis les annees 1950 l observation au microscope est completee par des techniques d analyse issues de la physique microscope electronique a balayage micro sonde electronique ou l analyseur en micro fluorescence X de la geochimie methode de datation absolue des roches en geochronologie de l informatique accroissement des capacites de calcul ainsi que par les progres de l experimentation cellules a enclumes de diamant qui permettent d atteindre de tres hautes pressions et temperatures Petrologie classiqueLa petrologie est classiquement l etude des roches par l observation sur le terrain et au microscope optique ou electronique et par l analyse spectroscopique et chimique des roches elles memes ou de leurs mineraux Du fait de la nature des phenomenes impliques on peut parler non pas d une mais de trois disciplines petrologiques la petrologie magmatique parfois aussi denommee petrologie cristalline s interesse aux roches magmatiques telles que les basaltes ou les granites L histoire de la formation d une roche magmatique peut etre tres complexe elle debute par la genese d un magma schematiquement un liquide produit de la fusion de roches preexistantes et se poursuit par la cristallisation progressive de ce magma etape pendant et apres laquelle se deroulent maintes transformations chimiques Par abus de langage on restreint souvent l usage du terme petrologie a la seule petrologie magmatique la petrologie sedimentaire ou sedimentologie s interesse aux mecanismes presidant a la formation des roches sedimentaires telles que les calcaires ou les gres la petrologie metamorphique se donne pour objectif la comprehension des transformations qui conduisent a la formation de roches metamorphiques telles que les schistes ou les gneiss A l origine simples roches magmatiques ou sedimentaires ces roches ont connu lors d une periode d enfouissement a grande profondeur dans la croute terrestre les effets d une longue exposition a de fortes pressions et a de hautes temperatures En vertu de quoi leur texture leur mineralogie leur chimie aussi ont pu connaitre de profondes transformations Ces trois champs d etude se distinguent nettement par les outils et methodes qui s y pretent Divers logiciels de systematisation et de simulation permettent une approche dynamique generale mais les etudes de terrain sont variees Globalement les trois disciplines s appuient sur des approches petrographiques et puisent largement dans les outils methodes et concepts proposes par d autres sciences aux premiers rangs desquelles la chimie la chimie organique la physique la physico chimie et l analyse numerique et plus particulierement des geosciences geochimie geodesie geophysique mineralogie Petrologie experimentaleLa petrologie experimentale vise a reproduire au laboratoire les conditions de temperature et de pression que les mineraux les roches ou leurs precurseurs magmas fluides hydrothermaux ont subies a l interieur de la croute ou du manteau terrestres L objectif est d etablir les proprietes d equilibre des materiaux terrestres voire extraterrestres dans ces conditions 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