21 nov 2014 · Caractérisation des roches magmatiques 3 Fusion partielle des magmas 4 Géodynamique et origine des roches magmatiques 2 / 34
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MAGMA : liquide qui provient de la fusion partielle, en profondeur, de roches préexistantes (source) CRISTALLISATION - EN PROFONDEUR : Roche plutonique
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les roches magmatiques, formées par la cristallisation du magma ; La texture ( on parle parfois de structure) d'une roche magmatique est le terme utilisé
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Les roches magmatiques proviennent du refroidissement d'un magma Un magma est un mélange de roche fondue (lave), de gaz et parfois de cristaux en
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En conséquence, les cristaux ont le temps de bien se former et la roche présente une texture grenue Exemples : granite, gabbro Les roches magmatiques (ou
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magmatiques qui sont les roches issues du refroidissement d'un magma, On appelle roche magmatique (= roche ignée = roche éruptive) une roche issue du
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Les roches magmatiques
LaurieBougeois
ST3 - Polytech" Paris UPMC
21 novembre 2014
IntroductionCaractérisation Fusion partielle Géodynamique1. Introduction
2. Caractérisation des roches magmatiques
3. Fusion partielle des magmas
4. Géodynamique et origine des roches magmatiques
2 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisation Fusion partielle GéodynamiqueLes roches magmatiques
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Les roches magmatiques
IntroductionCaractérisation Fusion partielle GéodynamiqueLes roches magmatiques
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Les roches magmatiques
Filons (dykes) de basalte intrusifs dans une granodiorite en Corse (Calvi) IntroductionCaractérisation Fusion partielle GéodynamiqueLes roches magmatiques
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Les roches magmatiques
roche totalement cristalliséeROCHE PLUTONIQUE
roche non entièrement cristalliséeROCHE VOLCANIQUE
Filons (dykes) de basalte intrusifs dans une granodiorite en Corse (Calvi) IntroductionCaractérisation Fusion partielle GéodynamiqueDéfinition
Les roches magmatiques
= roches ignées = roches endogènes dérivent de la solidification d"un magma Le magma peut être produit par fusion partielle : de la croûte continentale (cas des granites) de la croûte océanique (cas des adakites) du manteau (cas des basaltes)5 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisation Fusion partielle GéodynamiqueActivité magmatique actuelle
81% dorsales océaniques
13 % zones de subductions
6% magmatisme intraplaque
Sans oublier le plutonisme!
6 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle Géodynamique1. Introduction
2. Caractérisation des roches magmatiques
3. Fusion partielle des magmas
4. Géodynamique et origine des roches magmatiques
7 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueClassification des roches magmatiques
En fonction de la nature chimique
Couleur
Leucocrate (blanc à gris clair) : 0% < mx Fe-Mg < 35% ?Mésocrate (gris) : 35% < mx Fe-Mg < 65% ?Mélanocrate (sombre, gris foncé à noir) : mx Fe-Mg>65%Abondance en quartz
Roches sursaturées (acides) : SiO2>65%
?Roches saturées : 52% < SiO2<65% ?Roches sous-saturées (basiques) : 45% < SiO2< 52% ?Roches ultrabasiques : SiO2< 45%Nature des feldspaths
Roches à Fd potassique : alcalines
?Roches Fd potassique + plagioclases : calco-alcalines ?Roches plagioclases : calco-sodiques8 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueClassification des roches magmatiques
En fonction de la nature chimique
Diagramme
de Streckeisen9 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueClassification des roches magmatiques
En fonction de la texture de la roche
La structure (ou texture)d"une roche qualifie les
arrangements des minéraux entre eux. Les pétrographes français font une différence entre structure et texture : ?Structurese réfère aux minéraux (grenue, microgrenue, microlithique ou vitreuse) ?Textureprécise l"agencement des minéraux entre eux10 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Granite
11 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Roches grenues :tous les cristaux sont visibles à l"oeil.Ils sont automorphes et xénomorphes
11 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Texture grenue
Rochesplutoniques= intrusives
?RefroidissementLENTen profondeur : texture grenue Granite - Granodiorite - Syénite - Diorite - Gabbros - Péridotites12 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Des roches grenues
à microgrenues
13 / 34Les roches magmatiques?
Intérieur
?refroidissement très lentMilieu ?refroidissement lentBordure ?refroidissement rapide IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Basalte
14 / 34Les roches magmatiques?
Observation en microscopie optique (LPA)
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Roches microlithiques :nombreux petits cristaux
(microlithes) " nagent » dans une pâte homogène (verre)14 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Texture microlithique
Rochesvolcaniques= extrusives = effusives
?RefroidissementRAPIDEen surface : texture microlithique Rhyolite - Dacite - Trachyte - Andésite - Basalte15 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueTexture des roches magmatiques
Texture vitreuse
Trempe de coulées basaltiques (pillow lava)
?refroidissementTRÈS RAPIDEau contact de l"eau ?Obsidiennes et laves acides visqueuses (magma rhyolitique, 70-75%de SiO2)16 / 34Les roches magmatiques?
IntroductionCaractérisationFusion partielle GéodynamiqueStructure et conditions de
formation des roches ignées17 / 34
Les roches magmatiques
Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamique1. Introduction
2. Caractérisation des roches magmatiques
3. Fusion partielle des magmas
4. Géodynamique et origine des roches magmatiques
18 / 34Les roches magmatiques?
Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueConditions de fusion partielle
par modification du géotherme par modification du solidus par modification du géotherme et du solidus19 / 34Les roches magmatiques?
Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueConditions de fusion partielle
Exemple de la fusion de la péridotite
20 / 34Les roches magmatiques?
500 1000 1500 2000Température (°C)
Profondeur (km)
80160
240
liquide solide liquidus solidus solide +liquide géotherme océaniquegéotherme continental Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamique
Conditions de fusion partielle
Exemple de la fusion de la péridotite
20 / 34Les roches magmatiques?
500 1000 1500 2000Température (°C)
Profondeur (km)
80160
240
liquide solide liquidus solidus solide +liquide géotherme océaniquegéotherme continental
500 1000 1500 2000Température (°C)
Profondeur (km)
80160
240
liquide solide liquidus solidus solide +liquide géotherme océaniquegéotherme continental géotherme dorsaleDécompression adiabatique
Augmentation
de T°C Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueConditions de fusion partielle
Exemple de la fusion de la péridotite
20 / 34Les roches magmatiques?
500 1000 1500 2000Température (°C)
Profondeur (km)
80160
240
liquide solide liquidus solidus solide +liquide géotherme océaniquegéotherme continental
500 1000 1500 2000Température (°C)
Profondeur (km)
80160
240
liquide solide liquidus solidus solide +liquide géotherme océaniquegéotherme continental géotherme dorsaleDécompression adiabatique
Augmentation
de T°Csolidus hydraté Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueRappel : séries de Bowen
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Les roches magmatiques
olivines pyroxènes Mg pyroxènes Mg, Ca amphiboles biotitesplagioclase Ca plagioclase Ca, Na plagioclase Na, Ca plagioclase K feldspaths K muscovite quartzTempératures (°C)
% silice 1200900
600
Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamique
Fractionnement chimique au
cours de la fusion partielleÉlément compatible
élément qui a tendance à fondre en dernier et à cristalliser en premier Élément incompatibleélément qui a tendance à fondre en premier et à cristalliser en dernier(fort rayon ionique →ne rentre pas dans le réseau cristallin) Degré d"incompatibilitéd =concentration dans le solideconcentration dans le liquide22 / 34Les roches magmatiques?
Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueTaux de fusion partielle
23 / 34Les roches magmatiques?
éléments
incompatibles fusion partielle25% magma résiduBasalte tholéitique roche mère Introduction CaractérisationFusion partielleGéodynamiqueTaux de fusion partielle
Taux de fusion élevé
?relativement pauvre en éléments incompatiblesTaux de fusion faible ?relativement riche en éléments incompatibles23 / 34Les roches magmatiques?
éléments
incompatibles fusion partielle 25%magma résiduBasalte tholéitique roche mère