Les roches orbiculaires

Définition :
Les roches orbiculaires sont d’origine magmatique intrusive ou extrusive, métamorphique, migmatitique ou de filons minéralisés. La roche contient des orbicules à une ou plusieurs couches concentriques avec une texture et une minéralogie contrastées autour d'un noyau central. Les structures semblables incluent les agates, la structure de cocarde, la malachite botryoïde, les sphérules, les oolites, les concrétions, les nodules, les anneaux normaux de liesegang, les jantes de réaction et les couronnes.

Liste des occurrences :
Le géologue Américain, David J. Leveson a été le premier à faire un recensement des roches orbiculaires ; en 1966 il avait répertorié 103 occurrences. En prenant comme base le tableau de D.J. Leveson, et les écrits que les géologues du monde entier ont publiés sur les roches orbiculaires, j’ai pu recensé 332 occurrences de roches orbiculaires sur les 6 continents. Les roches magmatiques intrusives sont les plus nombreuses, on en dénombre 24 variétés ; les roches magmatiques extrusives sont au nombre de 7, il y a 6 variétés de roches métamorphiques et un minerai.

Description des roches orbiculaires :
Une roche orbiculaire se compose d’orbicules, d’une matrice (roche autour des orbicules et immédiatement environnante) et de la roche encaissante (la formation qui inclus la roche orbiculaire).
Les formations orbiculaires constituent généralement des affleurements de petite taille (2 à 5 m² en moyenne) sauf quelques gisements d’exception qui peuvent dépasser les 50 m² de surface.
Les orbicules sont constitués d’un noyau central (nucléus) entouré d’une couche (orbicule simple) ou de plusieurs couches concentriques (orbicule multiple). Ils sont de forme sphéroïdale, ellipsoïdale, irréguliere ou pyriforme. Ils sont parfois déformés ou réduits en fragments ; certains sont partiellement assimilés par la matrice ; ils présentent parfois des recristallisations. Leur dimension varie de moins de 1 cm à plus de 40 cm ; ils sont étroitement serrés ou au contraire dispersés dans la matrice. Les noyaux et les cortex (couche) peuvent être poly ou mono-minéral. Ils ont une texture aphanitique, phanéritique, granulaire, radiale ou sont tangentiellement orientés. Pour une occurrence donnée, les orbicules sont tous semblables ou plusieurs types peuvent se rencontrer.

Les noyaux ont des types variés, on rencontre :

• Noyau identique à la matrice (à grain fin, moyen ou grossier)
• Noyau identique à la roche encaissante (à grain fin, moyen ou grossiers)
• Noyau constitué de un ou plusieurs cristaux
• Noyau de type schisteux
• Noyau constitué d’un xénolite surmicacé
• Noyau constitué d’un fragment d’orbicule
• Noyau constitué d’un orbicule formé précocement
  

On rencontre très souvent plusieurs types de noyaux dans un même affleurement, il est très rare qu’un gisement présente un seul type de noyau. La forme du noyau donne la dimension et la forme de l’orbicule.
Le cortex (couches qui entourent le noyau) peut aller de une à plus de 40 couches ; l'espacement est soit régulier, soit irrégulier. Chaque couche individuelle est assez constante en épaisseur. Les couches intérieures et extérieures ont un contact plus ou moins précis avec le noyau ou la matrice ; les contacts entre couches sont distincts ou graduels. Certaine couches épaisses se composent de plusieurs couches minces alignée étroitement. Dans un même affleurement, les orbicules peuvent ou ne peuvent pas avoir le même nombre d’espacements ou de successions de couches.
La matrice peut-être identique ou différente de celle de la roche encaissante. La granulométrie de la matrice peut-être identique ou différente de celle des orbicules ou de la roche encaissante ; la texture est très variable (granulaire, schisteuse, feuilleté, etc). La zone de contact entre la matrice et la roche encaissante peut être franche ou graduelle ; certains gisements présentent deux ou plusieurs matrices distinctes.
Les roches encaissantes sont de nature magmatique intrusive ou extrusive, métamorphique, migmatitique ou il peut s'agir d'un massif minéralisé. Les structures sont : des dykes, des sills, des batholites, des tufs, des coulées de laves, des gneiss, des schistes, des cornéennes, des migmatites ou des chromitites.

On rencontre fréquemment au sein des roches orbiculaires des fragments de roches magmatiques, des xénolites, des nodules non orbiculaires, des ségrégations minérales, des phénocristaux, des porphyroblastes et des proto-orbicules formés d’un noyau entouré d’une couche mal définie.

Minéralogie des roches orbicules :
Les orbicules se forment dans des magmas siliceux à ultramafique, sous-saturés à sursaturés et dans des massifs magmatiques intrusifs ou extrusifs, métamorphiques ou dans des filons minéralisés. Les minéraux qui constituent principalement les orbicules sont : le quartz, les feldspaths alcalins, les plagioclases (An5 à An90), les amphiboles, les pyroxènes, les micas, l’olivine, la néphéline, le sphène, l’épidote, la cordiérite, la sillimanite, la chromite, la tourmaline, la magnétite, l’ilménite et la calcite. Les textures radiales et tangentielles de certains noyaux et de certaines couches sont dues à l’alignement des feldspaths, des amphiboles, des pyroxènes, des micas ou de groupes orientés de minéraux. Les gisements diffèrent tous par les espèces et la proportion de minéraux contenus dans les noyaux, la ou les couches, la matrice et la roche encaissante.

Hypothèses de la formation des roches orbicules :
Au siècle dernier, plusieurs hypothèses ont été émises pour expliquer la formation de ces roches. Certains géologues voient une origine magmatique et d’autre une origine métamorphique. Mais aucune hypothèse n’est satisfaisante pour expliquer l’origine des diverses occurrences. De nos jours, la thèse du métamorphisme est un peu abandonnée mais elle pourrait expliquer la formation de certains gisements, par exemple l’affleurement du moulin de Chatenet dans la Creuse ou certains affleurements que l’on rencontre dans les roches métamorphiques.

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