Le magmatisme marqueur de la dynamique terrestre

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1 Le magmatisme marqueur de la dynamique terrestre 1 Le magmatisme des dorsales océaniques 2 Le magmatisme des zones de subduction et de collision 3 Le magmatisme intraplaque: panaches, points chauds et rifts intra-continentaux

2 points chauds rifts intra-continentaux collision dorsales subduction

3 Constitution du globe terrestre

4 Localisation du magmatisme

5 Transferts de chaleur: - Radiation - Conduction - Convection Sources de chaleur dans la Terre: - Chaleur résiduelle de l accrétion et de la différentiation de la Terre - Chaleur issue de la désintégration d éléments radioactifs: K, U, Th,

6 Genèse des magmas: fusion partielle du manteau

7 Magmatisme et géodynamique Volcanisme continental Croûte continentale Iles océaniques Croûte océanique Ride océanique Fusion partielle Point chaud Fusion partielle H 2 O Déshydratation de la croûte océanique Lithosphère Asthénosphère Point chaud Fusion partielle Manteau

8 Ascension des magmas

9 Roches plutoniques Roches volcaniques

10 1 - Le magmatisme des dorsales océaniques Volcanisme continental Croûte continentale Iles océaniques Croûte océanique Ride océanique Fusion partielle Point chaud Fusion partielle H 2 O Déshydratation de la croûte océanique Lithosphère Asthénosphère Point chaud Fusion partielle Manteau

11 Le volcanisme sous-marin: discret mais abondant

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13 Forages océaniques

14 Dragages en mer

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16 Plongées en submersibles

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19 Etudes sismiques

20 Ophiolite du Chenaillet (Alpes)

21 Les pillow-lavas du plancher océanique

22 Hawaii

23 Ophiolite du Chenaillet

24 Etna ancien

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29 Structure simplifiée de la lithosphère océanique

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32 Modèle théorique et très simplifié de la formation de la lithosphère océanique

33 Évolution avec l âge

34 Apport de l étude des ophiolites à la connaissance de la formation de la lithosphère océanique

35 2 types extrèmes d ophiolites: les HOT et les LOT HOT: Harzburgite Ophiolite Type LOT: Lherzolite Ophiolite Type Basaltes en coussins Dykes Gabbros isotropes Gabbros foliés Gabbros Lités Ophicalcites (sédiments détritiques) Intrusion de wehrlite MOHO Sills de gabbros Chromite Dykes basiques Corps dunitiques Harzburgites 1 km Lherzolites ± serpentinisées

36 Composition minéralogique du manteau supérieur: Olivine, opx, cpx + un minéral alumineux dunite Olivine P Plagioclase Spinelle Grenat harzburgite orthopyroxénite à olivine 40 Orthopyroxène lherzolite olivine websterite websterite wehrlite 40 Clinopyroxène PERIDOTITE olivine clinopyroxenite clinopyroxénite à olivine clinopyroxénite PYROXENITE

37 Ophiolite de type HOT et dorsale rapide: croûte océanique continue

38 Ophiolite de type LOT et dorsale lente: croûte océanique mince et discontinue

39 Quelques valeurs de la vitesse d expansion au niveau des dorsales Table Spreading Rates of Some Mid-Ocean Ridge Segments Category Ridge Latitude Rate (cm/a)* Fast East Pacific Rise o N 3 13 o N o N o N 6 2 o N o S 8 33 o S o S 4 56 o S 4.6 Slow Indian Ocean SW 1 SE Central 0.9 Mid-Atlantic Ridge 85 o N o N o N o N o S 1.8 From Wilson (1989). Data from Hekinian (1982), Sclater et al. (1976), Jackson and Reid (1983). *half spreading

40 Évolution thermique de la lithosphère au cours du temps

41 Circulation hydrothermale, minéralisations et métamorphisme océanique

42 Altération de basse température: Développement d oxydes de fer, de smectites, de zéolites et de carbonates Altération de haute température: - Déformation ductile - Développement d amphibole: Pyroxène + plagioclase + H 2 O hornblende

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47 Pétrologie et géochimie de la croûte océanique

48 MORB: Mid Ocean Ridge Basalt - Volcanisme tholéiitique riche en SiO 2 (49-52%) - Essentiellement des produits basiques (basaltes, gabbros) - faibles teneurs en K 2 O et TiO 2 Différentiation: magmas acides pauvres en alcalins plagiogranite Origine: extraction de la croûte continentale

49 Composition en éléments traces: appauvrissement en éléments les plus incompatibles Grande homogénéité en éléments majeurs et traces: 1 processus unique de genèse des magmas sous les dorsales

50 Composition isotopique Sr-Nd: grande homogénéité par rapport aux basaltes continentaux ou des îles océaniques

51 2 - Le magmatisme des zones de subduction et de collision Volcanisme continental Croûte continentale Iles océaniques Croûte océanique Ride océanique Fusion partielle Point chaud Fusion partielle H 2 O Déshydratation de la croûte océanique Lithosphère Asthénosphère Point chaud Fusion partielle Manteau

52 Quelques rappels sur le volcanisme

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54 Séparation gaz-magma lors de la remontée

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56 Magma basique: éruptions stromboliennes, édification d un cône de scories

57 Stromboli (Italie)

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59 Chaîne des Puys

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61 Magma acide: formation de dômes

62 St Helens (USA)

63 Monserrat (Antilles)

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67 Les éruptions pliniennes

68 Pinatubo 1991 (Philipines)

69 Pinatubo au début de l éruption Pinatubo avant l éruption

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73 Formation et évolution d une colonne plinienne

74 Différents modes de genèse des écoulements pyroclastiques

75 Augustine (Alaska)

76 Montserrat (Antilles)

77 Les caldeiras

78 Caldeira du Tengger (Indonésie)

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81 Les avalanches de débris Semeru (Indonésie)

82 Etna (Italie)

83 L éruption du St Helens (USA): une révolution en volcanologie

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88 Reconstitution de l éruptions du St Helens

89 Géodynamique des zones de subduction

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93 Pétrogenèse des magmas en contexte de subduction

94 Subduction au niveau de l île de Java

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97 Classification des roches en domaine de subduction: le diagramme K 2 O SiO 2

98 Enrichissement en éléments incompatibles des laves des arcs volcaniques

99 Composition isotopique Sr-Nd

100 Contribution des sédiments à la genèse des magmas d arc

101

102 En plus du volcanisme: énormément de roches plutoniques.

103 Importance des minéralisations associées

104 Magmas en zone de convergence: fusion crustale

105 Différents types de granites en fonction du contexte géodynamique

106 2 - Le magmatisme intraplaque: points chauds et rifting continental Volcanisme continental Croûte continentale Iles océaniques Croûte océanique Ride océanique Fusion partielle Point chaud Fusion partielle H 2 O Déshydratation de la croûte océanique Lithosphère Asthénosphère Point chaud Fusion partielle Manteau

107 Principales provinces magmatiques liées à l arrivée d un panache mantellique

108 Arrivée d un panache: trapps ou LIP (Large Igneous Province) Columbia River (USA) CAMP (Maroc) Deccan (Inde)

109 Surface France Camp

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116 5% erreur à 200 Ma

117 Volcanisme alcalin des îles océaniques (OIB): Fort enrichissement en éléments incompatibles

118

119 Composition isotopique: lien entre la géochimie et la géodynamique à l échelle de la planète

120 Origine des panaches: différents modèles

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123 Comparaison avec l Islande et Tahiti Iceland Hawaii Tahiti/Cook

124

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