La rhyolite, également appelée rhyolithe, est une roche volcanique se caractérisant par une couleur généralement claire, allant du rosé au gris, et parfois même au bleu. Elle est classée parmi les roches ignées extrusives. L'étymologie du terme "rhyolite" remonte aux mots grecs "rheîn" (couler) et "lithos" (pierre), en référence à sa structure fluidale. Cette structure est révélée par l'orientation des microlites, qui témoigne de l'écoulement du magma lors de son refroidissement, un phénomène attribué à la viscosité élevée du magma rhyolitique.
Constitution Minéralogique des Rhyolites
Les rhyolites et les roches similaires telles que les rhyodacites et les latites contiennent entre 20 et 35 % de quartz. Leur particularité réside dans leur aspect souvent vitreux ou très finement cristallisé, rendant leur identification par analyse chimique indispensable. Les compositions moyennes de ces roches sont proches de celles de leurs homologues plutoniques, à l'exception notable de l'état d'oxydation du fer. Le rapport Fe₂O₃/FeO, avoisinant 0,6 dans les granites, atteint environ 1,2 dans les rhyolites, une différence expliquée par l'oxydation à l'air libre des produits volcaniques.
Le Quartz dans les Rhyolites
Le quartz peut se présenter sous forme de cristaux bien visibles, atteignant quelques millimètres. Ces cristaux arborent une forme bipyramidée caractéristique et présentent des aspects typiques de corrosion et de croissance irrégulière, formant ce qui est appelé le "quartz rhyolitique". Il est fréquent d'y observer des inclusions vitreuses, vestiges magmatiques emprisonnés lors de la cristallisation du minéral dans des lacunes de croissance.
Les Feldspaths et Minéraux Ferromagnésiens
Les feldspaths les plus couramment rencontrés dans les rhyolites sont la sanidine, relativement riche en sodium, et un plagioclase dont la composition varie entre An₅ et An₂₅ selon les variétés. Dans les roches plus anciennes, le feldspath potassique présente souvent une coloration rouge vif, résultant de la libération d'oxydes de fer par exsolution. Les minéraux ferromagnésiens sont principalement représentés par la biotite, parfois bordée de magnétite, et plus rarement par la hornblende. Dans les roches à tendance dacitique, on peut trouver de l'hypersthène. Les rhyolites alcalines contiennent des minéraux sodiques tels que l'aegyrine ou la riebeckite. Dans certains cas, la présence de minéraux moins communs dans les roches volcaniques, comme la cordiérite et les grenats, associés parfois à la sillimanite, est notable.
La Mésostase Vitreuse
La mésostase vitreuse est un constituant fréquent des rhyolites, représentant la quasi-totalité de la roche dans des cas extrêmes comme les obsidiennes, les rétinites ou les ponces. Une structure "vitroclastique" y est souvent discernable, caractérisée par des fragments de bulles et des échardes plus ou moins aplaties et soudées. Lorsque ce verre recristallise, il peut former un assemblage très fin de cristaux de quartz et de feldspaths (felsite) ou se dévitrifier en pyroméride à structure rayonnante. La coloration rouge, observée dans les "porphyres amarantes" de l'Esterel, est également fréquente dans ces cas.
Conditions de Gisement des Rhyolites
Les éruptions rhyolitiques sont exceptionnellement rares dans le volcanisme actuel. L'un des rares exemples cités est l'extrusion du dôme de Nova Rupta et les dépôts pyroclastiques associés en 1912 dans la vallée des Dix Mille Fumées en Alaska. Dans les séries volcaniques anciennes, on distingue deux principaux types de gisements :
- Le premier type concerne les rhyolites ou rhyodacites se présentant en coulées courtes ou en dômes. Ces formations sont généralement associées à un volcanisme de type central, basaltique ou andésitique, et marquent souvent la fin d'un cycle d'activité. Leur quantité est systématiquement inférieure à celle des volcanites basiques.
- Le second type regroupe les rhyolites en nappes de ponces ou d'ignimbrites. Elles sont associées à de vastes calderas ou à un volcanisme de type fissural, avec une faible présence de basalte. Ces formations peuvent recouvrir de très grandes surfaces, atteignant des centaines de mètres d'épaisseur, comme à Yellowstone (7 000 km²) et en Nouvelle-Zélande (25 000 km²). Parmi les rhyolites européennes, on peut citer les ignimbrites de Corse d'âge permien (400 km²) et les nappes de ponce tertiaires du Mont-Dore (250 km²).
Origine des Magmas Rhyolitiques
Les arguments géologiques, minéralogiques et géochimiques suggèrent deux origines principales pour les magmas rhyolitiques. La première hypothèse implique la fusion anatectique des socles granitiques (palingenèse), qui serait à l'origine des vastes épanchements d'ignimbrites riches en quartz automorphe, biotite et résidus métamorphiques. Les plutons granitiques calco-alcalins se sont mis en place à diverses époques, du Trias au Cénozoïque. Ces granites, également appelés sanukitoïdes ou high magnesium granitoids, sont intrusifs dans le socle granito-gneissique et les ceintures de roches vertes. Les terrains plus anciens forment des panneaux isolés au sein de vastes batholites granitiques, comme celui qui s'étend de Calvi à la Sardaigne orientale sur 400 kilomètres.
Une autre origine possible est la différenciation ou la contamination d'un magma plus basique d'origine mantellique. La présence de grenats en xénocristaux, comme observé par Bertaux en 1981, témoigne de l'origine du magma. Des enclaves métamorphiques centimétriques, notamment des grenats d'almandin à zonage typique, ont été observés dans tous les faciès des tufs de Picardie, indiquant une origine métamorphique. La présence de rapports almandin/pyrope suggère une couronne de nourrissage à haute température dans le magma, avec des grenats résorbés.
Magmatisme et roches de subduction
Les Ignimbrites : Caractéristiques et Origine
Les ignimbrites sont des dépôts de projections et de débris volcaniques retombés à haute température et ressoudés en raison de cette température élevée. Le terme provient du latin "igni" (feu) et "imbri" (pluie), évoquant une "pluie de feu". Il peut être utilisé dans un sens plus large pour désigner des retombées non ressoudées. Les ignimbrites, caractéristiques des magmas acides riches en gaz, présentent souvent une fluidalité planaire et/ou turbulente, ainsi que des structures analogues à des "fiammes".
La prismation observée dans certaines ignimbrites rhyolitiques prismées reste un sujet de questionnement. L'origine de ce volcanisme rhyolitique est également diverse, incluant des mécanismes classiques comme la subduction et les points chauds, mais aussi des processus géodynamiques "hérétiques" liés aux zones de collision. L'importance de ce volcanisme ancien en France, bien que moins visible aujourd'hui, est notable, avec des formations étendues comme en Anatolie ou dans le Massif Central.
Les microgranites, souvent associés aux rhyolites, forment des filons qui alimentaient les éruptions. Ces formations peuvent également constituer de vastes sills, comme ceux observés dans le Beaujolais. Les microgranites et granites rouges ont été largement utilisés dans la construction, conférant aux habitations et monuments des couleurs caractéristiques comme les "pierres dorées" du Beaujolais ou le "granite rouge".
La majorité des sédiments viséens locaux sont argilo-gréso-conglomératico-charbonneux, et ces formations sédimentaires ont été recouvertes par des coulées ignimbritiques. Les carrières exploitées à proximité servaient à la production de chaux.
Rhyolites et Grenats
La présence de grenats dans les rhyolites et les roches associées est un indice important quant à leur origine et aux conditions de formation du magma. Les grenats d'almandin, typiques d'une origine métamorphique, et les rapports almandin/pyrope, suggérant des conditions de haute température, indiquent que le magma rhyolitique a interagi avec des roches du socle plus profond. Ces interactions, ainsi que la différenciation magmatique, ont joué un rôle clé dans la composition finale de ces roches volcaniques.
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