Lave (Roche Volcanique) : Caractéristiques Physiques et Optiques
Linas JuozenasPartager
Lave : caractéristiques physiques et optiques
La lave est une roche en fusion qui atteint la surface de la Terre et se refroidit en roche volcanique, ou extrusive. Son apparence dépend de la chimie, du contenu en gaz, du taux de refroidissement et de l'environnement : un flux basaltique peut devenir une pierre de charbon dense, de la scorie mousseuse, des coussins sous-marins ou de la tachylite vitreuse, tandis que les éruptions riches en silice peuvent se solidifier en obsidienne ou s'étendre en pierre ponce.
Ce que devient la lave après refroidissement
La lave n'est pas un minéral unique. C'est l'expression de surface du magma, et après refroidissement elle devient une roche volcanique composée de cristaux, verre, vésicules et parfois de remplissages minéraux secondaires. C'est pourquoi le comportement physique et optique de la « roche de lave » varie autant, du basalte dense à la pierre ponce flottante.
La composition est primordiale. La lave basaltique est riche en fer et magnésium, généralement sombre, relativement fluide, et composée couramment de plagioclase, pyroxène, olivine et oxydes de fer-titane. La lave andésitique est intermédiaire en composition et viscosité, souvent grise à brune et porphyrique. La lave rhyolitique est riche en silice, très visqueuse, et particulièrement sujette à former du verre volcanique, de l'obsidienne et de la pierre ponce extrêmement vésiculaire.
Lave basaltique
Lave mafiques à faible viscosité formant couramment du basalte à grains fins, des surfaces pāhoehoe cordées, des clinkers ʻāʻā cassés, de la scorie et des coussins sous-marins.
Lave andésitique
Lave intermédiaire à viscosité moyenne, souvent contenant des phénocristaux visibles de feldspath, pyroxène ou amphibole dans une matrice fine gris-brun.
Lave rhyolitique
Lave riche en silice pouvant se solidifier en obsidienne, s'étendre en pierre ponce ou conserver de fines bandes de flux et des textures de dévitrification.
Propriétés physiques et optiques
Les valeurs ci-dessous décrivent le matériau commun des roches volcaniques, en particulier la lave basaltique. Les pièces individuelles peuvent varier car la lave est un agrégat de minéraux, de verre, de bulles et de produits d'altération.
| Propriété | Matériau typique de la lave | Note interprétative |
|---|---|---|
| Type de matériau | Roche ignée extrusive | Peut contenir des cristaux, du verre volcanique, des vésicules, des croûtes d'oxydation et des minéraux secondaires. |
| Minéraux communs | Plagioclase, pyroxène, olivine, magnétite, ilménite, verre volcanique | La lave andésitique peut inclure de l’amphibole ; le verre rhyolitique peut être pauvre en minéraux à l’échelle de l’échantillon à main. |
| Couleur | Noir, gris foncé, brun, rouge brique, crème, gris pâle ou noir vitreux | Le basalte frais est généralement noir à charbon ; la scorie rouge reflète l’oxydation du fer ; la pierre ponce est souvent pâle. |
| Texture | Aphanitique, vésiculaire, vitreuse, porphyrique, mousseuse, scoriacée, cordée, blocailleuse ou en coussin | La texture enregistre la vitesse de refroidissement, la teneur en gaz, le style d’éruption et si la lave a refroidi dans l’air ou dans l’eau. |
| Dureté Mohs | Environ 5 à 6,5 en général | L’obsidienne est généralement autour de 5 à 5,5 ; la pierre ponce peut être friable malgré un matériau vitreux proche de 6 sur l’échelle de Mohs. |
| Gravité spécifique et densité apparente | Structure généralement autour de 2,7 à 3,1 ; la densité apparente peut être beaucoup plus faible lorsqu’elle est poreuse | La pierre ponce peut flotter car les vésicules scellées réduisent la densité apparente ; la scorie est plus légère que le basalte compact. |
| Éclat | Terne, terreux, sub-vitreux, soyeux-mat ou vitreuse | L’obsidienne est vitreuse ; le basalte peut montrer un léger lustre sur les fractures fraîches ; la pierre ponce est généralement mate. |
| Fracture | Inégale, granuleuse, rugueuse, éclatée ou conchoïdale dans le verre | L’obsidienne se casse avec des bords conchoïdaux tranchants ; les roches vésiculaires se cassent le long des parois des bulles. |
| Rayure | Grisâtre à foncé, généralement non diagnostique | Les roches sont des mélanges, donc la rayure est moins utile que la texture, le magnétisme, la densité et le contexte. |
| Magnétisme | Faiblement magnétique à localement magnétique | La magnétite et l’ilménite peuvent produire une réponse, surtout dans le matériau basaltique. |
| Réaction à l’acide | Pas de pétillement de la lave elle-même dans un acide faible | Les couches ou remplissages carbonatés tardifs peuvent réagir, mais l’hôte volcanique n’est pas du calcaire. |
| Caractère optique | Variable : cristaux biréfringents dans la matrice, verre isotrope dans l’obsidienne | Les lames minces révèlent du plagioclase, du pyroxène, de l’olivine, du verre et des microlites ; l’obsidienne est principalement isotrope. |
| Fluorescence | Généralement inerte | Certaines couches, zéolites, calcite ou amygdales peuvent fluorescer, mais l’hôte volcanique généralement ne le fait pas. |
Comportement optique
Le comportement optique de la lave est contrôlé par la vitesse de refroidissement. Un refroidissement rapide peut préserver le verre ; un refroidissement plus lent, même à l’intérieur d’un flux de lave, produit de fins cristaux. Les bulles de gaz diffusent la lumière, tandis que les surfaces vitrées peuvent renvoyer un reflet miroir.
Obsidienne est un verre volcanique. Elle est amorphe et optiquement isotrope, ce qui la fait se comporter différemment des roches volcaniques cristallines. Un bord poli ou fraîchement cassé peut présenter un éclat brillant, miroir, une fracture concoïdale, un rubanement de flux et, dans certaines variétés, des effets de lustre ou des sphérulites en flocons de neige.
Le basalte et l’andésite contiennent de minuscules cristaux dans une matrice fine. En lame mince, les lames de plagioclase peuvent montrer un maclage polysynthétique, le pyroxène présente souvent un fort relief, et l’olivine peut apparaître comme des phénocristaux altérés ou frais. La pierre ponce et la scorie sont optiquement dominées par les vésicules : la lumière se diffuse sur les parois des bulles, créant un aspect mat, semblable à de la mousse.
Couleur et stabilité de surface
La couleur de la lave est un enregistrement de la chimie et de l’altération. Le basalte frais est noir à charbon à cause des silicates riches en fer, du verre volcanique et des oxydes de fer-titane. La scorie peut être noire, acajou ou rouge brique à mesure que le fer s’oxyde le long des parois des vésicules. La pierre ponce est généralement crème, gris pâle ou blanche lorsque le verre est propre, avec des taches beige à rouille là où des fluides contenant du fer sont passés.
L’obsidienne est typiquement noire, mais ses variétés peuvent être acajou, flocon de neige, zonée ou brillante selon l’oxydation du fer, la dévitrification, la croissance cristalline et les inclusions microscopiques. La plupart des roches volcaniques sont stables en exposition intérieure ordinaire, bien que les surfaces vitrées puissent développer des auréoles d’hydratation sur de très longues périodes. Il faut éviter les chauffages et refroidissements rapides car le verre volcanique peut se fissurer ou se fracturer sous choc thermique.
Noir et charbon
Typique du basalte frais, de la tachylite et de l’obsidienne. Une fracture fraîche est souvent plus sombre et plus propre que les surfaces extérieures altérées.
Oxydation rouge et brune
Courant dans la scorie, les cendres et le basalte altéré où les minéraux contenant du fer ont oxydé à l’air ou dans l’eau proche de la surface.
Pierre ponce pâle
Généralement lié à un verre mousseux riche en silice avec de nombreuses vésicules scellées. Sa faible densité apparente est structurelle, pas une identité minérale distincte.
Textures et morphologies
Les roches volcaniques sont souvent identifiées plus fiablement par leur texture que par la seule couleur. Les parois des bulles, la fracture vitreuse, les bandes de flux, les coussins et la taille des cristaux enregistrent tous les conditions d’éruption et de refroidissement.
| Texture ou forme | Comment il se forme | Caractère visible | Matériau courant |
|---|---|---|---|
| Basalte aphanitique | Le refroidissement rapide produit des cristaux trop petits pour être facilement vus sans grossissement. | Pierre dense gris foncé à noire, parfois avec un éclat subtil de fracture. | Basalte et andésite à grain fin. |
| Lave vésiculaire | Les gaz dissous se dilatent lorsque la pression diminue, laissant des bulles dans la roche en refroidissement. | Trous arrondis ou étirés ; léger pour sa taille lorsque les vésicules sont abondantes. | Scorie, basalte vésiculaire, pierre ponce. |
| Scorie | La lave mafique à intermédiaire mousse, puis refroidit avec des parois de bulles plus épaisses que la pierre ponce. | Roche poreuse sombre, rouillée ou brun-rouge avec surfaces rugueuses. | Scories et coulées basaltiques à andésitiques. |
| Pierre ponce | Le magma riche en gaz et en silice se dilate en verre mousseux. | Matériau pâle, léger, très vésiculaire qui peut flotter jusqu’à ce que l’eau pénètre les pores. | Pierre ponce rhyolitique à dacitique. |
| Obsidienne | La lave riche en silice se refroidit assez vite pour préserver le verre plutôt que les cristaux. | Éclat vitreux, fracture conchoïdale, bords nets, bandes de coulée ou sphérulites dans certains morceaux. | Verre volcanique rhyolitique. |
| Pāhoehoe | Le basalte fluide développe une peau de refroidissement flexible qui se plie tandis que la lave continue de bouger en dessous. | Surfaces cordées, lisses, pliées ou gonflées. | Croûtes de coulée basaltique. |
| ʻAʻā | Un écoulement plus perturbé se brise en clinker anguleux lorsque la lave en mouvement est déchirée. | Surfaces dentelées, rugueuses, en blocs avec fragments tranchants. | Coulées et scories basaltiques. |
| Lave en coussin | La lave jaillit sous l’eau et se refroidit en lobes arrondis avec des marges vitrifiées. | Formes bulbeuses, empilées, en coussin, souvent avec des fissures radiales ou des bords refroidis. | Basalte sous-marin. |
| Bombes volcaniques | Fragments en fusion ou plastiques sont éjectés et façonnés en vol. | Formes aérodynamiques, torsadées, en fuseau, en ruban ou en croûte de pain. | Éjecta basaltiques à andésitiques. |
| Lave amygdaloïde | Les vésicules sont ensuite remplies par des minéraux secondaires. | Remplissages arrondis de calcédoine, agate, calcite, zéolites ou autres minéraux dans la roche hôte. | Basalte et andésite avec altération fluide ultérieure. |
Identification et ressemblances
Identifier correctement la lave signifie combiner texture, densité, magnétisme, fracture et contexte. La couleur seule est peu fiable : le verre industriel noir, la scorie de four, le clinker de charbon, les perles poreuses teintées et les matériaux paysagers artificiels peuvent tous ressembler à une roche volcanique au premier coup d’œil.
Observations simples
- Chercher des vésicules : les bulles peuvent être rondes, étirées, ouvertes ou remplies de minéraux.
- Vérifier le poids : la pierre ponce semble anormalement légère, la scorie est plus légère que le basalte dense, et le basalte compact paraît solide.
- Utiliser un petit aimant : le basalte peut réagir faiblement à cause de la magnétite ou de l’ilménite.
- Observer la fracture : l’obsidienne a une fracture vitreuse conchoïdale nette ; le basalte se casse de manière plus granulaire.
- Un acide faible ne devrait pas pétiller sur l’hôte volcanique, bien que les remplissages carbonatés puissent réagir.
Scorie industrielle
La scorie peut être vésiculaire et sombre, mais elle présente souvent des couleurs vitreuses artificielles, des inclusions métalliques, des traces de fer, des surfaces très anguleuses artificielles, ou un contexte lié à des fonderies, d’anciens lits de chemin de fer, des foyers ou des déchets industriels plutôt qu’à un champ volcanique.
Obsidienne et verre manufacturé
Les deux sont vitreux et à cassure concoïdale. L’obsidienne naturelle montre souvent des bandes d’écoulement, des inclusions minérales, des sphérulites ou un contexte volcanique plausible ; le verre manufacturé peut présenter des marques de moule, des bulles de nature différente ou une couleur non géologique uniforme.
Basalte et andésite
Le basalte est généralement plus sombre et plus riche en olivine, pyroxène et oxydes fer-titane. L’andésite est souvent grise à brune et peut montrer plus de phénocristaux visibles de feldspath ou d’amphibole. Des méthodes de laboratoire sont nécessaires pour une classification précise.
Indices au microscope
Les sections fines peuvent montrer des lames de plagioclase avec macles, du pyroxène à fort relief, des phénocristaux d’olivine, des oxydes Fe-Ti, une matrice vitreuse et des microlites. L’obsidienne est principalement un verre isotrope, tandis que l’obsidienne flocon de neige contient des sphérulites rayonnantes formées lors de la dévitrification.
Entretien, manipulation et stockage
Les roches volcaniques vont du basalte dense et résistant au ponce fragile et au verre volcanique tranchant. La méthode de soin la plus sûre est simple : enlever la poussière délicatement, éviter les huiles ou produits chimiques inutiles, et soutenir les pièces poreuses par en dessous.
Nettoyage
Utilisez un pinceau doux, une poire soufflante ou un chiffon microfibre sec. Un rinçage doux et bref peut être utilisé pour le basalte stable, la scorie ou le ponce, mais les pièces doivent sécher complètement pour que l’humidité ne reste pas piégée dans les vésicules. Les huiles et savons lourds peuvent assombrir les surfaces poreuses et attirer la poussière.
Verre tranchant
Les éclats d’obsidienne et les fibres naturelles de verre volcanique peuvent couper la peau. Manipulez l’obsidienne rugueuse par ses faces larges, enveloppez les pièces tranchantes lors du stockage, et tenez les fibres fragiles loin des yeux, des animaux et des tissus.
Matériau poreux
Le ponce et la scorie peuvent perdre du grain ou s’effriter aux parois fines des bulles. Ne serrez pas trop les bords vésiculaires. Stockez avec un rembourrage pour que les vibrations ne broient pas les parois.
Chaleur et humidité
Évitez les fours, l’eau bouillante, la flamme directe et les changements rapides de température. Le verre volcanique peut se fissurer sous le choc thermique, et la roche poreuse peut emprisonner l’humidité qui se dilate à la chaleur.
Observer et photographier la lave
La meilleure façon d’étudier visuellement la lave est d’utiliser une lumière adaptée à la texture. Le basalte dense bénéficie d’une lumière latérale douce. La scorie et le ponce nécessitent une lumière rasante qui projette de petites ombres dans les vésicules. L’obsidienne a souvent besoin d’un large reflet pour révéler les bandes d’écoulement et d’une seconde lumière plus douce pour éviter que le verre ne devienne un noir uniforme.
Utiliser une lumière rasante pour les pores
Un faible angle latéral facilite la visibilité des parois de bulles, des surfaces rugueuses de scorie, du clinker ʻaʻā et des amygdales.
Contrôler les reflets sur le verre
L'obsidienne se montre au mieux avec un large reflet net qui révèle la brillance sans surexposer la surface.
Montrez des indices d’échelle et de densité
Associez une vue d’ensemble à une vue rapprochée des bulles, de la fracture et des remplissages minéraux. Pour la pierre ponce, un test de flottabilité soigneusement mis en scène peut illustrer une faible densité apparente lorsque cela est approprié.
Gardez les retouches de couleur modérées
Le basalte, la scorie, la pierre ponce et l’obsidienne sont facilement mal représentés par un contraste ou une saturation excessifs. Des arrière-plans neutres rendent la texture plus lisible.
Questions fréquemment posées
La roche volcanique est-elle un minéral unique ?
Non. La roche volcanique est une roche volcanique, ce qui signifie qu’elle est un mélange de minéraux, de verre, de pores et parfois de remplissages secondaires. C’est pourquoi sa dureté, sa densité, son éclat et sa réponse magnétique varient d’un morceau à l’autre.
Pourquoi certaines laves flottent-elles ?
La pierre ponce très vésiculaire contient tellement de bulles scellées que sa densité apparente peut être inférieure à celle de l’eau. Avec le temps, l’eau peut pénétrer dans les pores et le même morceau peut finalement couler.
L’obsidienne est-elle la même chose que la roche volcanique ordinaire ?
L’obsidienne est un verre volcanique, généralement formé à partir de lave riche en silice qui a refroidi trop rapidement pour que des cristaux se développent. Elle fait partie de la famille des roches volcaniques, mais se comporte optiquement et physiquement plus comme un verre naturel que comme un basalte cristallin.
La lave fluoresce-t-elle sous lumière ultraviolette ?
L’hôte volcanique est généralement inerte. Une fluorescence occasionnelle peut provenir de minéraux secondaires dans les vésicules ou les revêtements, tels que la calcite ou certains zéolites, plutôt que de la lave elle-même.
La roche volcanique peut-elle être utilisée dans les aquariums ou terrariums ?
Le basalte dense et de nombreuses roches volcaniques poreuses sont couramment utilisés dans certains aquariums paysagers et terrariums après un rinçage et un brossage minutieux. L’obsidienne tranchante doit être évitée là où les animaux pourraient se couper, et les habitats sensibles doivent être testés pour la chimie de l’eau et la sécurité physique.
Comment distinguer la scorie de la lave vésiculaire ?
La scorie montre souvent un contexte industriel, des couleurs de verre non naturelles, des inclusions métalliques, des zones exceptionnellement lourdes ou des surfaces d’écoulement artificielles. La lave naturelle est mieux soutenue par un contexte volcanique, une texture minérale, des croûtes d’oxydation et des associations géologiques.
Le caractère essentiel de la lave
La lave est une roche née en surface en mouvement devenue permanente. Sa gamme physique et optique est exceptionnellement large : le basalte peut être dense et sombre, la scorie peut être rouge-brun et poreuse, la pierre ponce peut être pâle et flottante, et l’obsidienne peut être un verre volcanique noir avec une fracture brillante comme un miroir. L’histoire unificatrice est un refroidissement rapide à la surface de la Terre, où le gaz, le verre, les cristaux, l’oxydation et l’eau laissent tous des traces visibles dans la pierre finie.