Roches

Péridotite



Un groupe de roches ultramafiques, dont la Kimberlite. Ils contiennent parfois de la chromite ou des diamants.


Kimberlite avec diamant: La kimberlite, la roche que l'on trouve dans de nombreux tuyaux en diamant, est une variété de péridotite. Le spécimen ci-dessus est un morceau de kimberlite avec de nombreux grains visibles de phlogopite et un cristal de diamant octaédrique de six millimètres d'environ 1,8 carat. Ce spécimen provient de la mine de diamants Finsch en Afrique du Sud. Photo Wikimedia par StrangerThanKindness utilisée ici sous une licence Creative Commons.

Types de péridotite: La péridotite est un nom générique pour un certain nombre de types de roches différents. Tous sont riches en olivine et en minéraux mafiques. Ils sont généralement de couleur verte et ont une densité élevée pour un matériau non métallique. Ci-dessus, des spécimens de lherzolite, de harzburgite, de dunite et de wehrlite. Image de l'USGS.

Qu'est-ce que la péridotite?

La péridotite est un nom générique utilisé pour les roches ignées ultramafiques à gros grains, de couleur foncée. Les péridotites contiennent généralement de l'olivine comme minéral principal, souvent avec d'autres minéraux mafiques tels que les pyroxènes et les amphiboles. Leur teneur en silice est faible par rapport aux autres roches ignées, et elles contiennent très peu de quartz et de feldspath.

Les péridotites sont des roches économiquement importantes car elles contiennent souvent de la chromite - le seul minerai de chrome; ils peuvent être des roches mères de diamants; et, ils peuvent être utilisés comme matériau pour séquestrer le dioxyde de carbone. On pense qu'une grande partie du manteau terrestre est composée de péridotite.

Péridotite: Le spécimen montré mesure environ deux pouces (cinq centimètres) de diamètre.

De nombreux types de péridotite

La «famille» des péridotites contient un certain nombre de roches ignées intrusives différentes. Il s'agit notamment de lherzolite, harzburgite, dunite, wehrlite et kimberlite (voir photos). La plupart d'entre eux ont une couleur verte évidente, attribuée à leur teneur en olivine.

  • Lherzolite: une péridotite composée principalement d'olivine avec des quantités importantes d'orthopyroxène et de clinopyroxène. Certains chercheurs pensent qu'une grande partie du manteau terrestre est composée de lherzolite.

  • Harzburgite: une péridotite composée principalement d'olivine et d'orthopyroxène avec de petites quantités de spinelle et de grenat.

  • Dunite: une péridotite composée principalement d'olivine et pouvant contenir des quantités importantes de chromite, de pyroxène et de spinelle.

  • Wehrlite: une péridotite composée principalement d'orthopyroxène et de clinopyroxène, d'olivine et de hornblende.

  • Kimberlite: une péridotite composée d'au moins 35% d'olivine avec des quantités importantes d'autres minéraux qui pourraient inclure la phlogopite, les pyroxènes, les carbonates, la serpentine, le diopside, la monticellite et le grenat. La kimberlite contient parfois des diamants.

Altération de la péridotite

La péridotite est un type de roche qui est plus représentatif du manteau terrestre que de la croûte. Les minéraux qui le composent sont généralement des minéraux à haute température qui sont instables à la surface de la Terre. Ils sont rapidement altérés par les solutions hydrothermales et les intempéries. Ceux qui contiennent des minéraux contenant de l'oxyde de magnésium peuvent se transformer pour former des carbonates, comme la magnésite ou la calcite, qui sont beaucoup plus stables à la surface de la Terre. L'altération d'autres péridotites forme de la serpentinite, de la chlorite et du talc.

La péridotite peut séquestrer le dioxyde de carbone gazeux en un solide géologiquement stable. Cela se produit lorsque le dioxyde de carbone se combine avec l'olivine riche en magnésium pour former de la magnésite. Cette réaction se produit à un rythme géologiquement rapide. La magnésite est beaucoup plus stable dans le temps et sert de puits de dioxyde de carbone. Peut-être que cette caractéristique de la péridotite peut être utilisée par l'homme pour séquestrer intentionnellement le dioxyde de carbone et contribuer à résoudre le problème du changement climatique (voir la vidéo).

Les Tablelands: L'une des rares expositions à la surface de la péridotite est une zone connue sous le nom de «The Tablelands» dans le parc national du Gros-Morne, à Terre-Neuve. Cette zone est la partie manteau d'une grande plaque de lithosphère océanique qui a été renversée sur la lithosphère continentale. Ces roches du manteau n'ont pas les nutriments nécessaires pour soutenir la plupart des types de plantes, et les sols qui en résultent sont généralement stériles. La couleur brunâtre provient de la coloration au fer.

Xénolithe péridotite: Cette photographie représente une bombe volcanique qui contient un xénolithe de péridotite (dunite) composé presque entièrement d'olivine. Photo de Woudloper, utilisée ici sous licence Creative Commons.

Ophiolites, tuyaux, digues et seuils

Le manteau terrestre serait composé principalement de péridotite. On pense que certaines occurrences de péridotite à la surface de la Terre sont des roches du manteau qui ont été remontées de la profondeur par des magmas de source profonde. Les ophiolites et les tuyaux sont deux structures qui ont amené la péridotite du manteau à la surface. La péridotite se trouve également dans les roches ignées des seuils et des digues.

Ophiolites: Une ophiolite est une grande plaque de croûte océanique, y compris une partie du manteau, qui a été renversée sur la croûte continentale à la limite d'une plaque convergente. Ces structures amènent de grandes masses de péridotite à la surface de la Terre et offrent une rare occasion d'examiner les roches du manteau. Les études sur les ophiolites ont aidé les géologues à mieux comprendre le manteau, le processus de propagation du fond marin et la formation de la lithosphère océanique.

Pipes: Un tuyau est une structure intrusive verticale qui se forme lorsqu'une éruption volcanique de source profonde fait remonter le magma du manteau. Le magma perce souvent la surface, produisant une éruption explosive et un cratère à parois abruptes appelé maar.

Ces éruptions profondes sont à l'origine de la plupart des principaux gisements de diamants de la Terre. On pense que le magma qui forme le tuyau monte rapidement du manteau, arrachant les roches du manteau et des parois du tuyau. Ces morceaux de roche étrangère sont appelés «xénolithes». Les diamants se trouvent dans les xénolithes et dans les matières résiduelles produites par leur altération. Les xénolithes constituent le seul moyen par lequel les diamants peuvent remonter du manteau à la surface sans être fondus ou corrodés par le magma chaud.

Digues et seuils: Les digues et les seuils sont des roches ignées intrusives. Certains d'entre eux sont composés de péridotite provenant du plus profond de la Terre. Lorsqu'elles sont exposées à l'érosion, elles offrent un autre moyen d'observer la péridotite de grande profondeur à la surface de la Terre.

Péridotite grenat: Un spécimen de péridotite grenat de l'Alpe Arami, près de Bellinzona, Suisse. Certains types de grenats, ainsi que la chromite et l'ilménite, peuvent être des minéraux indicateurs pour la prospection diamantifère. Image du domaine public par Woudloper.

Diamants et péridotite


Comment se forment les diamants? Un article détaillé qui explique les quatre sources de diamants trouvées à la surface de la Terre.

La formation de diamants nécessite des températures et des pressions très élevées qui ne se produisent sur Terre qu'à des profondeurs de 100 miles sous la surface et à des endroits dans le manteau où les températures sont d'au moins 2000 degrés Fahrenheit. Les diamants sont livrés à la surface dans des morceaux de roche, appelés xénolithes, qui sont arrachés au manteau par des éruptions volcaniques profondes. Lorsque le matériau du manteau s'approche de la surface, une éruption explosive se produit qui forme une structure en forme de tuyau qui peut avoir plusieurs centaines de mètres à plus d'un mile de diamètre. Ces «tuyaux», les roches qui en sont foudroyées, ainsi que les sédiments et les sols produits par leur altération sont la source de la plupart des diamants naturels de la Terre.

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Information sur la péridotite
1 Carbonatation minérale à l'aide de roches ultramafiques, USGS Cooperative Research on CO2 Sequestration Using Ultramafic and Carbonate Rocks, Crustal Geophysics and Geochemistry Science Center, United States Geological Survey, consulté pour la dernière fois en juin 2016.
2 Modèle de gisement de chromite stratiforme: Ruth F. Schulte, Ryan D. Taylor, Nadine M. Piatak et Robert R. Seal II; Chapitre E des modèles de gîtes minéraux pour l'évaluation des ressources; Rapport d'enquête scientifique 2010-5070-E; 131 pages; Novembre 2012.
3 Chrome: John F.Papp, United States Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, janvier 2013.
4 Chrome: John F.Papp, United States Geological Survey, 2011 Minerals Yearbook, avril 2013.

Chromite dans la péridotite

Certaines péridotites contiennent des quantités importantes de chromite. Certaines d'entre elles se forment lorsqu'un magma souterrain cristallise lentement. Pendant les premiers stades de la cristallisation, les minéraux à température la plus élevée tels que l'olivine, l'orthopyroxène, le clinopyroxène et la chromite commencent à cristalliser à partir de la fonte. Les cristaux sont plus lourds que la fonte et coulent au fond de la fonte. Ces minéraux à haute température peuvent former des couches de péridotite au fond du corps magmatique. Cela peut former un dépôt en couches où jusqu'à 50% de la roche peut être de la chromite. Celles-ci sont appelées «dépôts stratiformes». La plus grande partie de la chromite mondiale est contenue dans deux gisements stratiformes: le complexe Bushveld en Afrique du Sud et le Great Dyke au Zimbabwe.

Un autre type de dépôt de chromite se produit lorsque les forces tectoniques poussent de grandes masses de lithosphère océanique sur une plaque continentale dans une structure connue sous le nom d '"ophiolite". Ces ophiolites contiennent des quantités importantes de chromite et sont appelées «dépôts podiformes».

Prospection aéromagnétique: Trouver de petits corps de péridotite comme un tuyau de kimberlite peut être très difficile car ils sont si petits. Des levés aéromagnétiques sont parfois employés pour les trouver. Les zones géographiques sous-jacentes à la péridotite seront souvent une anomalie magnétique contrairement à leurs roches environnantes. Images de la United States Geological Survey.

Prospection de péridotite

Les corps péridotitiques exposés à la surface de la Terre sont rapidement attaqués par les intempéries. Ils peuvent ensuite être masqués par le sol, les sédiments, le till glaciaire et la végétation. Trouver un corps de péridotite aussi petit qu'un tuyau de kimberlite, qui pourrait ne faire que quelques centaines de mètres de diamètre, peut être très difficile. Parce que la péridotite a souvent des propriétés magnétiques qui sont distinctement différentes des roches environnantes, un levé magnétique peut parfois être utilisé pour les localiser. Le levé peut être effectué à l'aide d'un avion qui remorque lentement un magnétomètre à basse altitude, enregistrant l'intensité magnétique pendant son trajet. Les données magnétiques peuvent être tracées sur une carte, révélant souvent l'emplacement du tuyau comme une anomalie. (Voir carte et photo.)

Des corps péridotitiques sont également découverts en prospectant certains des minéraux rares qu'ils contiennent. Quand une péridotite se dégrade, l'olivine se décompose, laissant rapidement derrière elle les minéraux les plus résistants. Les géologues ont localisé des corps de péridotite en prospectant la chromite, le grenat et d'autres minéraux indicateurs résistants. Lorsqu'ils sont dispersés par l'action de l'eau, du vent ou de la glace, ils seront le plus fortement concentrés près du tuyau et seront dilués par les débris rocheux locaux avec la distance. Les grains de ces minéraux pourraient également être plus arrondis avec la distance de transport. Cela permet aux géologues d'utiliser la méthode de prospection «trail-to-lode» pour les trouver.