Les roches magmatiques : étude d'un type, le granite

1. Observation du granite

À l'œil nu, le granite frais est une roche :

• cohérente, très dure (elle raye le verre), massive (sans couches ni feuillets) ;
• de couleur claire (grise, blanche ou rosée), mouchetée de noir ;
• à texture grenue : tous les minéraux sont des cristaux visibles à l'œil nu, de taille comparable (quelques millimètres), jointifs et engrenés, sans pâte entre eux ;
• non poreuse et sans effervescence à l'acide.

On y reconnaît trois types de minéraux :

Au microscope polarisant, sur une lame mince, on confirme la texture grenue et on observe un détail important : les feldspaths et les micas ont souvent des formes géométriques assez nettes, alors que le quartz n'a pas de forme propre et remplit les espaces laissés entre les autres minéraux.

2. La formation du granite

Un magma acide. Le granite est une roche acide (plus de 65 % de silice). Son magma se forme surtout par fusion partielle de la croûte continentale, en profondeur, là où la température est très élevée, par exemple au cœur d'une chaîne de montagnes en formation. Cette fusion partielle des roches de la croûte s'appelle l'anatexie.

Une mise en place en profondeur. Ce magma, visqueux et moins dense que les roches voisines, remonte lentement et s'arrête généralement à quelques kilomètres sous la surface, où il forme un pluton ou un batholite. Il y refroidit très lentement, sur des milliers à des millions d'années : tous ses minéraux ont le temps de cristalliser en grands cristaux. D'où la texture grenue.

L'ordre de cristallisation. Dans un magma qui refroidit, les minéraux ne cristallisent pas tous en même temps. Les premiers formés grandissent librement dans le liquide et prennent leur forme géométrique propre. Les derniers doivent se loger dans les espaces restants. Dans le granite, on observe en général :

Le métamorphisme de contact. La chaleur du pluton cuit les roches qui l'entourent sur une certaine épaisseur, formant une auréole de métamorphisme de contact (étudiée dans la leçon suivante).

3. Comment un granite formé en profondeur arrive-t-il en surface ?

Le granite ne sort pas de terre de lui-même. Pendant des millions d'années, l'érosion enlève peu à peu les roches qui le recouvraient, souvent aidée par un soulèvement de la région. Le pluton finit par affleurer. Voir un granite en surface prouve donc qu'une grande épaisseur de roches a été enlevée par l'érosion.

Les granites de Guinée forestière appartiennent à un socle très ancien, âgé de plus de deux milliards d'années : l'érosion a eu tout le temps de les dégager.

4. L'altération du granite : de la roche dure à l'arène

En climat tropical humide comme en Guinée, l'eau de pluie, chaude et légèrement acide, attaque le granite. L'altération commence par les fissures (diaclases) qui découpent la roche en blocs.

• Les feldspaths sont transformés par l'eau (hydrolyse) en argile (kaolinite) ; une partie de leurs éléments (potassium, sodium, calcium, silice) part en solution.
• La biotite s'altère aussi et libère du fer, qui colore le sol en rouille.
• Le quartz, presque inaltérable, reste intact.

La roche perd sa cohésion et se transforme en un sable grossier formé de grains de quartz mêlés d'argile : l'arène granitique. C'est l'arénisation. C'est le sable grossier que Hawa voit sur les pistes.

Les boules et les dômes. L'eau pénètre surtout le long des fissures ; les angles des blocs, attaqués sur deux ou trois faces, s'arrondissent plus vite que les faces. Il reste des boules de granite sain entourées d'arène. Quand la pluie emporte l'arène, les boules se retrouvent empilées en chaos granitiques. Les masses de granite peu fissurées résistent mieux et forment des dômes rocheux et des inselbergs (collines isolées) qui dominent la plaine.

Pour aller plus loin, l'hydrolyse de l'orthose en kaolinite peut s'écrire :

2KAlSi₃O₈ + 2H^+ + 9H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2K^+ + 4H₄SiO₄.

Si l'altération continue très longtemps sous un climat chaud et humide, l'argile elle-même peut perdre sa silice : c'est le chemin vers les latérites et la bauxite (chapitre III).

5. Usages du granite

Le granite frais est dur, résistant à l'écrasement, peu poreux et résistant à l'usure. On l'utilise :

• concassé en graviers pour le béton et le goudron des routes ;
• en moellons et pierres de taille pour les fondations, les murs, les bordures de trottoirs ;
• poli, en dallages et plans de travail.

L'arène granitique sert de remblai pour les routes et, tamisée, de sable de construction. Enfin, les granites fracturés et leur couche d'arène peuvent contenir des nappes d'eau exploitées par des puits et des forages dans les villages.