Arène (géologie)

Pour les articles homonymes, voir Arène (homonymie).

Au premier plan : Arène granitique.
Au second plan : Granite très altéré.

L'arène^[1] (ou gore^[2]) est un sable grossier formant une roche sédimentaire meuble. Elle est issue de l'altération in situ de roches magmatiques ou métamorphiques (en particulier les granites et leur évolution métamorphique, les gneiss) riches en quartz et feldspaths^[3]. Les arènes granitiques sont des formations résiduelles (ou altérites)^[4] constituées d'une « pâte » argileuse rouge (car colorée par les oxydes de fer) et de grains de quartz^[2].

Étymologie

Ce mot est dérivé du latin arena : piste sur laquelle les jeux du cirque se déroulaient à l'époque romaine ; cette surface était recouverte de sable.^{[réf. nécessaire]}...

L'Arénisation : Exemple de la formation d'un chaos granitique

L'arènisation correspond à la formation d'une arène par désagrégation des feldspaths et altération des micas au contact permanent avec l'eau^[4]. Cette arènisation se fait donc nécessairement en profondeur^[4] et son action est d'autant plus importante dans les zones de climat tempéré^[2] où les processus de gélifraction et d'altération coexistent avec une action importante.

Nous allons nous intéresser dans la suite de cet article au devenir d'un pluton allochtone qui serait actuellement proche de la surface, sans être à l'affleurement, et suivre son évolution jusqu'à qu'il arrive à la surface.

L'eau comme agent d'érosion majeur

Le processus d'arènisation fait majoritairement appel aux propriétés d'érosion chimique de l'eau qui, s'infiltrant au travers de réseaux de diaclases^[2], altère la roche mère.

Au contact de l'eau d'infiltration, le matériel plutonique, dont la composition est semblable à celle d'un granite (voir l'article pluton), verra certains de ses minéraux constituants subir une hydrolyse. Cela sera le cas principalement des phyllosilicates, des plagioclases, voire des orthoclases. On peut, en simplifiant, dire que les minéraux essentiels présentent une vulnérabilité à l'altération croissante suivant l'ordre de la cristallisation de Bowen^[5]. Plus un minéral cristallise dans des conditions de température et de pression élevées, plus il est éloigné de ses conditions de stabilité en se rapprochant de la surface (la température et la pression diminuent) et donc plus il est dans un état de métastabilité. Les plagioclases calciques seront donc, par exemple, altérés plus rapidement par l'eau que les plagioclases sodiques, etc. Cette hydrolyse engendrera une déstabilisation des réseaux cristallins et fera s'effondrer l'édifice de la charpente atomique constituant les minéraux^[6] pour donner des argiles.

Les minéraux plus résistant à l'altération (comme l'orthoclase et le quartz) formeront des grains individualisés, pris dans une pâte argileuse, la roche ayant perdu sa cohésion avec la transformation de minéraux en argiles. Ce processus s'appelle la désagrégation^[4] et c'est ce dernier qui donne naissance à l'arène granitique.

L'altération en boule

Il s'agit ici d'une des explications permettant d'obtenir une altération en boule. Cette partie n'est donc pas exhaustive.

Les processus même de refroidissement des magmas engendrent des fractures, qui se forment de façon perpendiculaire à l'interface entre ce dernier et l'encaissant. Un phénomène de rétractation thermique se produit (la matière en cristallisant passe d'un état désordonné à ordonné, faisant diminuer son volume), provoquant une facturation centripète de la roche (le principe est analogue à celui qui permet d'obtenir les orgues basaltiques). En imaginant que la chambre magmatique soit réalimentée au cours de son refroidissement, on produit des phénomènes d'inflation et de déflation du volume magmatique, produisant une fracturation centrifuge de la roche, parallèle à la surface morphologique du pluton. En couplant ces deux évènements, on obtient donc un réseau perpendiculaire de diaclases découpant la roche en volumes parallélèpipèdiques décimétriques à métriques, par lequel l'eau pourra pénétrer lors des précipitations.

Avec le temps, les eaux d'infiltrations vont altérer ces blocs, diminuant continuellement leurs surfaces spécifiques et érodant préférentiellement les angles. La sphère étant l'objet géométrique permettant d'obtenir le plus gros volume avec le moins de surface spécifique^[7], l'altération des parallélépipèdes tend vers un objet sphérique.

Dénudation du complexe granitique

Chaos granitique

Les temps géologiques avançant, les périodes de bio-rhéxistasie se succédant, notre pluton qui était à quelques mètres de la surface apparaît maintenant à l'affleurement. Les eaux de ruissellement emportent alors avec elles les argiles et même l'arène granitique, libérant alors les boules de granite. Nous venons de décrire l'une des succession d'évènements possibles faisant intervenir l'arènisation du granite et aboutissant à la formation d'un chaos.

Annexes

Notes et références

1. ↑ du latin arena, sable
2. ↑ ^{a, b, c et d} Charles Pomerol, Yves Lagabrielle et Maurice Renard 2006, p. 505
3. ↑ Alain Foucault et Jean-François Raoult 2001
4. ↑ ^{a, b, c et d} Alain Foucault et Jean-François Raoult 2001
5. ↑ Charles Pomerol, Yves Lagabrielle et Maurice Renard 2006, p. 499
6. ↑ Charles Pomerol, Yves Lagabrielle et Maurice Renard 2006, p. 502
7. ↑ (en) Cabiria Andreian Cazacu, Olli Lehto, Simion Stoïlow et Themistocles M. Rassias, Analysis and topology: a volume dedicated to the memory of S. Stoilow, World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 1998 (ISBN 978-9810227616) [lire en ligne], p. 617 

Bibliographie

• Alain Foucault et Jean-François Raoult, Dictionnaire de Géologie, Dunod, 5^e éd. (ISBN 2100058363).
  Articles Arène, Altérite, Arènisation, Désagrégation
   
• Charles Pomerol, Yves Lagabrielle et Maurice Renard, Éléments de Géologie, Dunod, 13^e éd. (ISBN 2100486586) 

Articles connexes

• Arkose
• Altérite
• Latérisation

Liens externes

• Petit film très pédagogique sur la formation d 'un chaos granitique. A noter qu'ici les diaclases semblent être d'origine tectonique et non comme expliqué dans l'article.