Un phénocristal est un gros cristal qui se distingue visuellement par rapport au reste des minéraux. Les phénocristaux se trouvent dans les textures porphyritiques où de gros grains sont visibles dans les roches extrusives volcaniques.

Imaginez une randonnée dans le Colorado lorsque vous tombez sur un rocher avec des cristaux, des phénocristaux pour être exact, de la taille de votre poing. Ces phénocristaux font partie d’une texture porphyrique plus grande qui se développe dans des conditions lentes, formant de gros cristaux. Que vous le sachiez ou non, vous avez vu des phénocristaux et des textures porphyritiques dans votre vie quotidienne. Le granit en est un excellent exemple, dont certains ont de gros cristaux bien définis.

« Les géologues ont un dicton: Les roches se souviennent. »- Neil Armstrong

Prenons un peu de recul et discutons d’un bref aperçu des minéraux, des cristaux et des roches. De cette façon, nous jetterons les bases pour comprendre les phénocristaux et autres roches texturées porphyritiques.

Les minéraux sont essentiellement les legos qui composent les roches que nous voyons aujourd’hui, ils se combinent pour donner une variété de textures, de compositions chimiques et de propriétés pour chaque roche spécifique. Pour être un minéral, une substance doit être d’origine naturelle, inorganique, solide, avoir une composition chimique définie et avoir une structure interne ordonnée. Cela signifie que le quartz est un minéral, tandis que le tissu végétal (organique) ne l’est pas.

Les cristaux sont un terme plus générique pour une substance qui a une structure interne organisée. Ce qui signifie que le réseau cristallin à l’intérieur de la substance est rigide et cohérent. Cependant, un cristal ne doit pas nécessairement être d’origine naturelle ou inorganique. Par conséquent, tous les minéraux sont des cristaux, mais tous les cristaux ne sont pas des minéraux.

Maintenant que nous avons les blocs de construction triés, nous pouvons discuter du résultat final, un rocher. Une roche est un agrégat d’un ou de plusieurs minéraux. Cet agrégat de minéraux forme l’un des trois principaux types de roches: ignée, sédimentaire et métamorphique. Vous avez certainement déjà vu des granites avec des phénocristaux visibles, il s’agit d’une roche composée en grande partie de quartz, de feldspath et de biotite.

Comment Se Forment Les Phénocristaux ?

Phénocristaux, comme pour toute autre forme de roche provenant du refroidissement de la roche fondue ou du magma. Il y a principalement deux facteurs qui déterminent la taille des cristaux de minéraux dans une roche refroidie et lithifiée. L’un est la vitesse à laquelle le magma se refroidit et l’autre est la composition chimique. Le facteur prédominant est la vitesse de refroidissement, où le magma se refroidit rapidement ou lentement. Cela déterminera la taille des cristaux minéraux individuels. Ici, nous pouvons examiner deux scénarios de refroidissement.

Le refroidissement rapide peut être une éruption volcanique où le magma est éjecté dans l’atmosphère, entre en contact avec de l’air frais ou de l’eau et se lithifie immédiatement. Dans ce scénario, il n’y a pas de temps significatif pour que le magma refroidisse et les minéraux spécifiques sont donc largement indiscernables. Un exemple de ceci est la pierre ponce ou le basalte lorsqu’il entre en éruption dans l’océan. La roche résultante est en grande partie uniforme sans différences visibles de minéraux telles que perçues à l’œil nu.

Un exemple de refroidissement lent pourrait être l’exhumation lente d’une chambre magmatique par érosion du substrat rocheux sus-jacent. Dans ce scénario, le magma n’entre jamais en éruption à la surface, il se trouve simplement dans la chambre magmatique et la roche et le sol sus-jacents sont érodés au cours de millions d’années. Ce scénario donne au magma des millions d’années pour former de grands et impressionnants phénocristaux. Finalement, la roche sus-jacente est érodée et la chambre magmatique est à la surface de la Terre où nous pouvons voir les phénocristaux impressionnants.

« Que sont les hommes par rapport aux rochers et aux montagnes? »- Jane Austen

PUBLICITÉ

Une autre hypothèse est que les mégacrystes se forment par grossissement de la texture. Dans ce scénario, les grains plus gros se développent continuellement tandis que les grains plus petits sont dissous et réabsorbés dans le magma. Ainsi, les cristaux plus gros sont favorisés et les grains plus petits réabsorbés, ce qui permet aux grains plus gros de continuer à grossir par rapport aux grains voisins.

Il existe une variété de tailles de phénocristaux allant des microphénocristaux aux méga-phénocristaux et il est possible de trouver toute la gamme dans une seule roche. La taille comme indiqué ci-dessus est en grande partie due aux constituants chimiques disponibles et à la vitesse de refroidissement de la roche fondue. Par rapport aux phénocristaux, un grand monocristal similaire trouvé dans une roche métamorphique est appelé porphyroblaste.

Comment Se Forme La Texture Porphyrique ?

Maintenant que nous avons couvert les phénocristaux, parlons un peu de la texture porphyrique générale. Comme indiqué dans les roches et les minéraux de roche, une texture porphyrique est celle où il existe des différences de taille distinctes dans les cristaux avec des groupes plus grands et plus petits. Ceci est spécifique pour les roches ignées, qui sont des roches formées à partir de la lithification de la roche fondue. Une texture porphyrique est la texture d’une roche avec de grands phénocristaux et une matrice de fond de cristaux plus petits.

Pour former ce contraste cristallin de minéraux plus petits et plus gros, la roche a probablement traversé différentes étapes de refroidissement qui ont formé différentes tailles de minéraux. Pendant la formation des phénocristaux, le magma a été refroidi lentement, laissant le temps aux gros cristaux de croître. Puis, au cours des derniers stades de lithification, le magma a été rapidement refroidi, formant des cristaux plus petits comme matrice entourant les phénocristaux.

Un exemple de ce type de texture porphyrique est un porphyre, une roche ignée avec des cristaux à gros grains entrecoupés de silicates à grains fins généralement.

Vous remarquerez le porphyre utilisé dans les sculptures anciennes de la Rome impériale car c’était une roche prisée pour sa dureté.

Deux types de porphyries sont les aphanites et les phanérites.

Une aphanite est une roche ignée composée de phénocristaux et d’une matrice de fond. Cependant, la matrice de fond s’est refroidie si rapidement que les cristaux minéraux sont indétectables à l’œil nu. Il s’agirait d’un scénario dans lequel le magma aurait été éjecté lors d’une éruption volcanique. Les aphanites peuvent contenir des feldspaths plagioclases, de la biotite, du quartz et de l’orthoclase dans la matrice à grain fin, ainsi que de la hornblende ou de l’augite.

« Nous ne pouvons pas faire un pas en géologie sans puiser dans les réserves insondables du temps révolu. »- Adam Sedgwick

L’autre type est la phanérite, une roche similaire à une aphanite mais les cristaux adjacents à côté du phénocristal ont eu suffisamment de temps pour refroidir suffisamment pour être visibles à l’œil nu. Le granit en est un bon exemple, en particulier de nombreux granites que vous voyez sur les comptoirs de votre voisin.

Qui résume notre résumé des phénocristaux et de la catégorie plus large de textures porphyritiques trouvées dans les porphyres. Bien que la convention de dénomination puisse être déroutante et beaucoup à prendre au départ, ce sont des descriptions de la façon dont les géologues interprètent l’histoire d’une certaine roche.

Pour résumer, voici les définitions des différents termes que nous avons utilisés dans l’article ci-dessus qui s’appliquent aux phénocristaux.

Phénocristaux notables&Définitions de porphyre

Connaissant les constituants minéraux d’une roche ainsi que la taille relative des grains de cristal les uns par rapport aux autres, un géologue peut reconstituer l’évolution plus importante d’une structure volcanique associée ou d’une chambre magmatique. C’est un exemple parfait de la façon dont des détails à petite échelle tels que la taille des grains minéraux et leur association les uns avec les autres peuvent fournir des conclusions à grande échelle sur l’histoire volcanique d’une région.