Dans la plupart des cas, un corps de magma chaud est moins dense que la roche qui l’entoure, il a donc tendance à remonter très lentement vers la surface. Il le fait de plusieurs manières différentes, notamment en remplissant et en élargissant les fissures existantes, en faisant fondre la roche environnante (appelée roche mère), en poussant la roche sur le côté (là où elle est quelque peu plastique) et en brisant la roche. Lorsqu’une partie de la roche encaissante est brisée, elle peut tomber dans le magma, un processus appelé « stoping ». Les fragments qui en résultent, illustrés dans la figure 3.19, sont connus sous le nom de xénolites (qui signifie « roches étranges » en grec).

Figure 3.19 Xénolites de roche mafique dans le granite, Victoria, Colombie-Britannique. Les fragments de roche sombre ont été brisés et incorporés au granite clair.
Figure 3.19 Xénolites de roche mafique dans le granite, Victoria, C.-B. Les fragments de roche sombre ont été brisés et incorporés au granite clair.

Certains magmas en mouvement ascendant atteignent la surface, ce qui entraîne des éruptions volcaniques, mais la plupart se refroidissent au sein de la croûte. Le corps de roche qui en résulte est appelé pluton. Les plutons peuvent avoir différentes formes et relations avec la roche du pays environnant, comme le montre la figure 3.20.

Figure 3.20 Représentation de certains types de plutons. a : stocks (s'ils coalescent en profondeur, ils peuvent constituer un batholite), b : filon-couche (corps tabulaire, dans ce cas parallèle au litage), c : dyke (coupe transversale du litage), d : laccolite (filon-couche qui a poussé vers le haut les couches rocheuses sus-jacentes), e : cheminée (conduit cylindrique alimentant un volcan). Les deux éléments étiquetés f pourraient être des tuyaux ou des dykes, mais de ce point de vue, il n'est pas possible de déterminer s'ils sont cylindriques ou tabulaires.
Figure 3.20 Représentation de certains types de plutons. a : stocks (s’ils coalescent en profondeur, ils peuvent constituer un batholite), b : sill (corps tabulaire, dans ce cas parallèle au litage), c : dyke (coupe transversalement le litage), d : laccolite (sill qui a repoussé les couches rocheuses sus-jacentes), e : cheminée (conduit cylindrique alimentant un volcan). Les deux éléments étiquetés f pourraient être des tuyaux ou des dykes, mais de ce point de vue, il n’est pas possible de déterminer s’ils sont cylindriques ou tabulaires.

Les grands plutons de forme irrégulière sont appelés soit des stocks, soit des batholites. La distinction entre les deux se fait sur la base de la surface exposée à la surface : si le corps a une surface exposée supérieure à 100 km2, il s’agit d’un batholite ; plus petite que 100 km2 et c’est un stock. Les batholithes ne se forment généralement que lorsqu’un certain nombre de stocks coalescent sous la surface pour créer un grand corps. L’un des plus grands batholites du monde est le complexe plutonique de la chaîne côtière, qui s’étend de la région de Vancouver au sud-est de l’Alaska (figure 3.21). Plus exactement, il s’agit de nombreux batholites.

Les plutons tabulaires (en forme de feuille) se distinguent selon qu’ils sont concordants (parallèles) ou non avec la stratification existante (par exemple, le litage sédimentaire ou la foliation métamorphique) dans la roche du pays. Un filon-couche est concordant avec la stratification existante, et un dyke est discordant. Si la roche du pays n’a pas de litage ou de foliation, alors tout corps tabulaire qui s’y trouve est un dyke. Notez que la désignation de sill ou de dyke n’est pas déterminée simplement par l’orientation de l’élément. Un dyke peut être horizontal et un sill peut être vertical (si le litage est vertical). On peut voir un grand dyke sur la figure 3.21.

Un laccolithe est un corps ressemblant à un seuil qui s’est étendu vers le haut en déformant la roche sus-jacente.

Enfin, une cheminée est un corps cylindrique (de section circulaire, elliptique ou même irrégulière) qui a servi de conduit pour le déplacement du magma d’un endroit à un autre. La plupart des pipes connues alimentaient des volcans, bien que les pipes puissent également relier des plutons. Il est également possible qu’un dyke alimente un volcan.

Figure 3.21 Le chef Stawamus, qui fait partie du complexe plutonique de la chaîne côtière, près de Squamish, en Colombie-Britannique. La falaise mesure environ 600 m de haut. La plupart des bandes sombres sont le résultat de la croissance d'algues et de lichens là où la surface est fréquemment humide, mais il y a un grand dyke vertical (d'environ 10 m de diamètre) qui s'étend de bas en haut.
Figure 3.21 Le chef Stawamus, qui fait partie du complexe plutonique de la chaîne côtière, près de Squamish, en Colombie-Britannique. La falaise mesure environ 600 m de haut. La plupart des bandes sombres sont le résultat de la croissance d’algues et de lichens là où la surface est fréquemment humide, mais il y a un grand dyke vertical (d’environ 10 m de diamètre) qui s’étend de bas en haut.

Comme nous l’avons déjà évoqué, les plutons peuvent interagir avec les roches dans lesquelles ils sont intrudés, ce qui entraîne parfois une fusion partielle de la roche du pays ou l’arrêt et la formation de xénolites. Et, comme nous le verrons au chapitre 7, la chaleur d’un corps magmatique peut entraîner le métamorphisme de la roche mère. La roche encaissante peut également avoir un effet sur le magma à l’intérieur d’un pluton. L’effet le plus évident est la formation d’une marge refroidie le long des bords du pluton, là où il entre en contact avec la roche encaissante qui est nettement plus froide que le magma. Dans la marge refroidie, le magma s’est refroidi plus rapidement qu’au centre du dyke, la texture est donc plus fine et la couleur peut être différente. Un exemple est présenté à la figure 3.22.

Figure 3.22 Un dyke mafique avec des marges refroidies au sein d'un basalte à Nanoose, en Colombie-Britannique. La pièce mesure 24 mm de diamètre. Le dyke a environ 25 cm de diamètre et les marges refroidies ont une largeur de 2 cm.
Figure 3.22 Un dyke mafique avec des marges refroidies dans du basalte à Nanoose, en C.-B. La pièce a un diamètre de 24 mm. Le dyke mesure environ 25 cm de diamètre et les marges refroidies ont une largeur de 2 cm.

Exercice 3.7 Problèmes de pluton

Le schéma ici est une coupe transversale à travers une partie de la croûte montrant une variété de roches ignées intrusives. A l’exception du granite (a), toutes ces roches sont de composition mafique. Indiquez si chacun des plutons étiquetés de a à e sur le schéma ci-dessous est un dyke, un sill, un stock ou un batholithe.

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a b c d e

pluton-problèmes2

  1. « Country rock » n’est pas forcément de la musique aux oreilles d’un géologue. Ce terme désigne la « roche du pays » ou de la région d’origine, et donc la roche dans laquelle le magma a fait intrusion pour former un pluton. ↵

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