Dikes
Figure 1. Un dyke magmatique traversant des couches horizontales de roche sédimentaire, à Makhtesh Ramon, en Israël
Un dyke est une feuille de roche qui s’est formée dans une fracture d’un corps rocheux préexistant lorsque le magma s’introduit dans une fissure puis cristallise sous forme d’intrusion en feuille, soit en coupant des couches de roche, soit à travers une masse de roche non stratifiée.
Un dyke est toujours plus jeune que les roches qui le contiennent. Les digues ont généralement une orientation à angle élevé ou presque verticale, mais une déformation tectonique ultérieure peut faire pivoter la séquence de strates à travers laquelle la digue se propage de sorte que la digue devient horizontale.
Parfois, les digues apparaissent en essaims, composés de plusieurs à des centaines de digues mises en place plus ou moins simultanément au cours d’un seul événement intrusif. Le plus grand essaim de dykes au monde est celui de Mackenzie, dans les Territoires du Nord-Ouest, au Canada.
Les dykes se forment souvent en essaims radiaux ou concentriques autour d’intrusifs plutoniques, de cols volcaniques ou de cheminées d’alimentation dans les cônes volcaniques. Ces derniers sont connus sous le nom de dykes annulaires.
Les dykes peuvent varier en texture et leur composition peut aller de la diabase ou du basalte au granitique ou au rhyolitique, mais dans une perspective globale, la composition basaltique prévaut, manifestant l’ascension de vastes volumes de magmas dérivés du manteau à travers la lithosphère fracturée tout au long de l’histoire de la Terre. Les dykes de pegmatite comprennent des roches granitiques à cristaux extrêmement grossiers, souvent associées à des intrusions granitiques de stade tardif ou à des ségrégations métamorphiques. Les dykes d’aplite sont des intrusifs à grain fin ou à texture sucrée de composition granitique.
Figure 2. Un petit dique sur le sentier transversal de Baranof, en Alaska
Figure 3. Dke clastique (à gauche du carnet) dans la formation Chinle dans le parc national de Canyonlands,
Sills
En géologie, un sill est une intrusion en feuille tabulaire qui s’est insinuée entre des couches plus anciennes de roches sédimentaires, des lits de lave volcanique ou de tuf, ou même le long de la direction de la foliation dans une roche métamorphique. Le terme sill est synonyme de nappe intrusive concordante. Cela signifie que le filon-couche ne recoupe pas de roches préexistantes, contrairement aux dykes, des nappes intrusives discordantes qui recoupent des roches plus anciennes. Les filons-couches sont alimentés par des dykes, sauf dans des endroits inhabituels où ils se forment dans des lits presque verticaux attachés directement à une source de magma. Les roches doivent être fragiles et se fracturer pour créer les plans le long desquels le magma pénètre dans les corps rocheux parents, que ce soit le long de plans préexistants entre les lits sédimentaires ou volcaniques ou de plans affaiblis liés à la foliation dans les roches métamorphiques. Ces plans ou zones affaiblies permettent l’intrusion d’un mince corps de magma en forme de feuille parallèle aux plans de litage existants, à la zone de fracture concordante ou aux foliations.
Figure 4. Illustration montrant la différence entre un dyke et un sill.
Les sills sont parallèles aux lits (couches) et aux foliations de la roche encaissante. Ils peuvent être initialement mis en place dans une orientation horizontale, bien que les processus tectoniques puissent provoquer une rotation ultérieure des sills horizontaux dans des orientations presque verticales. Les filons-couches peuvent être confondus avec les coulées de lave solidifiée, mais il existe plusieurs différences entre eux. Les filons-couches intrusifs présentent une fusion partielle et une incorporation de la roche encaissante environnante. Sur les deux surfaces de contact de la roche encaissante dans laquelle le filon-couche s’est infiltré, on observe des signes de réchauffement (métamorphisme de contact). Les coulées de lave ne présentent ces signes que sur la face inférieure de la coulée. En outre, les coulées de lave présentent généralement des vésicules (bulles) où les gaz se sont échappés dans l’atmosphère. Comme les filons-couches se forment généralement à faible profondeur (jusqu’à plusieurs kilomètres) sous la surface, la pression de la roche sus-jacente empêche ce phénomène de se produire, voire de se produire tout court. Les coulées de lave présenteront aussi généralement des signes d’altération sur leur surface supérieure, alors que les filons-couches, s’ils sont encore recouverts de roche de pays, n’en présentent généralement pas.
Dépôts de minerai associés
Figure 5. Filon-couche de dolérite du Carbonifère moyen coupant des schistes et des grès du Carbonifère inférieur, Horton Bluff, Minas Basin South Shore, Nouvelle-Écosse
Certaines intrusions stratifiées sont une variété de filon-couche qui contient souvent d’importants gisements de minerai. Les exemples précambriens comprennent les complexes du Bushveld, d’Insizwa et du Grand Dyke en Afrique du Sud, le complexe intrusif de Duluth dans le district du Supérieur et le complexe igné de Stillwater aux États-Unis. Les exemples phanérozoïques sont généralement plus petits et comprennent le complexe de péridotite de Rùm en Écosse et le complexe igné de Skaergaard dans l’est du Groenland. Ces intrusions contiennent souvent des concentrations d’or, de platine, de chrome et d’autres éléments rares.