Lithologie -Lithology
La lithologie d'une unité rocheuse est une description de ses caractéristiques physiques visibles à l' affleurement , dans des échantillons à la main ou des carottes , ou avec une microscopie à faible grossissement. Les caractéristiques physiques comprennent la couleur, la texture, la granulométrie et la composition. La lithologie peut faire référence soit à une description détaillée de ces caractéristiques, soit à un résumé du caractère physique brut d'une roche. Des exemples de lithologies au second sens comprennent le grès , l' ardoise , le basalte ou le calcaire .
La lithologie est la base de la subdivision des séquences rocheuses en unités lithostratigraphiques individuelles à des fins de cartographie et de corrélation entre les zones. Dans certaines applications, telles que les reconnaissances de sites , la lithologie est décrite à l'aide d'une terminologie standard telle que dans la norme géotechnique européenne Eurocode 7 .
Type de roche
La dénomination d'une lithologie est basée sur le type de roche . Les trois principaux types de roches sont ignées , sédimentaires et métamorphiques . Les roches ignées se forment directement à partir du magma , qui est un mélange de roche en fusion, de gaz dissous et de cristaux solides. La roche sédimentaire est formée de particules minérales ou organiques qui s'accumulent à la surface de la Terre et se lithifient . La roche métamorphique se forme par recristallisation de la roche solide existante dans des conditions de grande chaleur ou de pression.
Les roches ignées sont en outre divisées en trois grandes catégories. Les roches ignées composées de fragments de roches brisées créées directement par des processus volcaniques ( tephra ) sont classées comme roches pyroclastiques . Les roches pyroclastiques sont en outre classées selon la taille moyenne des fragments ( clast ) et selon que les fragments sont principalement des cristaux minéraux individuels , des particules de verre volcanique ou des fragments de roche. D'autres classifications, telles que par composition chimique , peuvent également être appliquées. Les roches ignées qui ont des grains minéraux visibles ( roches phanéritiques ) sont classées comme intrusives , tandis que celles qui sont vitreuses ou à grains très fins ( aphanitiques ) sont classées comme roches extrusives . Les roches ignées intrusives sont généralement classées à l'aide de la classification QAPF , qui est basée sur la teneur relative en quartz , feldspath alcalin , plagioclase et feldspathoïde . Des classifications spéciales existent pour les roches ignées de compositions inhabituelles, telles que les roches ultramafiques ou les carbonatites . Dans la mesure du possible, les roches ignées extrusives sont également classées par teneur en minéraux à l'aide de la classification QAPF extrusive, mais lorsque la détermination de la composition minérale n'est pas pratique, elles peuvent être classées chimiquement à l'aide de la classification TAS . Ceci est basé sur la teneur totale en silice et en oxydes de métaux alcalins et sur d'autres critères chimiques.
Les roches sédimentaires sont en outre classées selon qu'elles sont siliciclastiques ou carbonatées . Les roches sédimentaires siliciclastiques sont ensuite classées en sous-catégories en fonction de leur distribution granulométrique et des proportions relatives de fragments de quartz, de feldspath et de lithique (roche). Les roches carbonatées sont classées selon les schémas de classification Dunham ou Folk en fonction des constituants de la roche carbonatée.
La dénomination des roches métamorphiques peut être basée sur le protolithe , la composition minérale, la texture ou le faciès métamorphique . La dénomination basée sur la texture et un protolithe de pélite (par exemple, schiste , mudrock ) peut être utilisée pour définir l' ardoise et la phyllite . Les noms basés sur la texture sont schiste et gneiss . Ces textures, de l'ardoise au gneiss, définissent une ampleur sans cesse croissante du métamorphisme. Les faciès métamorphiques sont définis par les champs de pression-température dans lesquels se forment des minéraux particuliers. D'autres noms de roches métamorphiques existent, tels que schistes verts ( basalte métamorphisé et autres roches ignées extrusives) ou quartzite (sable de quartz métamorphisé).
Taille des grains/clastes
Dans les roches ignées et métamorphiques, la taille des grains est une mesure de la taille des cristaux dans la roche. Dans la roche ignée, ceci est utilisé pour déterminer la vitesse à laquelle le matériau s'est refroidi : de gros cristaux indiquent généralement une roche ignée intrusive, tandis que de petits cristaux indiquent que la roche était extrudeuse. Le métamorphisme d'une roche composée principalement d'un seul minéral, comme le quartzite ou le marbre , peut augmenter la taille des grains (croissance des grains ), tandis que le métamorphisme de la roche cisaillée peut diminuer la taille des grains ( recristallisation syntectonique ).
Dans les roches sédimentaires clastiques, la granulométrie est le diamètre des grains et/ou des clastes qui constituent la roche. Ceux-ci sont utilisés pour déterminer le système de dénomination des roches à utiliser (par exemple, un conglomérat , un grès ou un mudstone ). Dans le cas des grès et des conglomérats, qui couvrent une large gamme de granulométries, un mot décrivant la gamme granulométrique est ajouté au nom de la roche. Les exemples sont " conglomérat de galets " et " arénite de quartz fin ".
Minéralogie
Dans les roches dans lesquelles les grains minéraux sont suffisamment gros pour être identifiés à l'aide d'une loupe, la minéralogie visible est incluse dans la description. Dans le cas de séquences comportant éventuellement des carbonates , des roches cimentées à la calcite ou celles présentant d'éventuels filons de calcite, il est normal de rechercher la présence de calcite (ou d'autres formes de carbonate de calcium ) à l'aide d'acide chlorhydrique dilué et en recherchant l' effervescence .
La composition minéralogique d'une roche est l'une des principales manières dont elle est classée. Les roches ignées sont classées en fonction de leur teneur en minéraux chaque fois que possible, en utilisant la classification QAPF ou des classifications spéciales ultramafiques ou carbonatites. De même, les faciès métamorphiques, qui montrent le degré auquel une roche a été exposée à la chaleur et à la pression et sont donc importants dans la classification des roches métamorphiques, sont déterminés en observant les phases minérales présentes dans un échantillon.
Couleur
La couleur d'une roche ou de ses composants est une caractéristique distinctive de certaines roches et est toujours enregistrée, parfois par rapport à des nuanciers standard, tels que ceux produits par le Rock-Color Chart Committee de la Geological Society of America basé sur le système de couleurs Munsell. .
Tissu
La fabrique d'une roche décrit la configuration spatiale et géométrique de tous les éléments qui la composent. Dans les roches sédimentaires, le principal tissu visible est normalement la stratification , et l'échelle et le degré de développement de la stratification sont normalement enregistrés dans le cadre de la description. Les roches métamorphiques (en dehors de celles créées par le métamorphisme de contact ), sont caractérisées par des tissus planaires et linéaires bien développés. Les roches ignées peuvent également avoir des tissus résultant de l'écoulement ou de la décantation de phases minérales particulières lors de la cristallisation, formant des cumulats .
Texture
La texture d'une roche décrit la relation entre les grains ou clastes individuels qui composent la roche. Les textures sédimentaires comprennent le degré de tri , de classement , de forme et de rondeur des clastes. Les textures métamorphiques incluent celles se référant au moment de la croissance des gros minéraux métamorphiques par rapport à une phase de déformation - avant déformation porphyroclaste - après déformation porphyroblaste . Les textures ignées incluent des propriétés telles que la forme des grains, qui varie des cristaux avec des formes cristallines idéales ( euhedral ) aux cristaux irréguliers ( anhedral ), si la roche présente des tailles de cristaux très non uniformes (est porphyrique ), ou si les grains sont alignés (ce qui est décrit comme texture trachytique ).
Petites structures
Les roches contiennent souvent des structures à petite échelle (plus petites que l'échelle d'un affleurement individuel). Dans les roches sédimentaires, cela peut inclure des marques de semelle , des marques d'ondulation , des fissures de boue et des lits croisés . Ceux-ci sont enregistrés car ils sont généralement caractéristiques d'un environnement de dépôt particulier et peuvent fournir des informations sur les directions des paléocourants. Dans les roches métamorphiques associées aux niveaux plus profonds des zones de failles , des structures à petite échelle telles que des boudins asymétriques et des microplis sont utilisées pour déterminer le sens de déplacement à travers la zone. Dans les roches ignées, les structures à petite échelle sont principalement observées dans les laves telles que les coulées basaltiques pahoehoe contre ʻAʻā, et les oreillers montrant une éruption dans un plan d'eau ou sous la glace.
Lithologie superficielle
Les matériaux superficiels non consolidés peuvent également recevoir une lithologie. Ceci est défini par la taille et la composition des grains et est souvent lié à une interprétation de la formation de l'unité. Les lithologies superficielles peuvent être attribuées aux dépôts lacustres , côtiers, fluviaux , éoliens , glaciaires et volcaniques récents, entre autres. Des exemples de classifications de lithologie de surface utilisées par l' US Geological Survey sont "Glacial Till, Loamy ", "Saline Lake Sediment" et "Eolian Sediment, Coarse-Textured (Sand Dunes )".