Magmatisme et géodynamique (1) Les principales roches magmatiques Les séries magmatiques - silice, alcalins
Magmatisme et géodynamique (2) Les éléments traces Dénomination des laves
Magmatisme et géodynamique (3) Les roches volcaniques, nomenclature et classification Le diagramme de Streckeisen
Magmatisme et géodynamique (4) Diagramme ternaire Fusion d un mélange ternaire Le diagramme représentant la fusion d un mélange de 3 minéraux A, B et C est la combinaison des 3 diagrammes binaires A-B, B-C et A-C. Chacun montre un eutectique binaire, point le plus froid de la courbe liquidus. L intervention du 3 e minéral transforme ces points eutectiques binaires en lignes cotectiques. Le long de ces lignes, la température diminue vers l intérieur du triangle (sens des flèches). Les 3 cotectiques se rejoignent au point le plus «bas» du diagramme, l eutectique ternaire où intervient la réaction de fusion A+B+C = liquide Pour travailler sur un tel diagramme, on fera une projection sur le triangle ABC. A titre d exemple, on peut voir la fusion du manteau à l origine des magmas basaltiques. La fusion partielle du manteau On considère un triangle Grenat-Diopside-Enstatite (= Grenat + deux pyroxènes) comme représentant le matériau mantellique. Pour totalement figurer le manteau, il faut ajouter au système de la Forstérite (olivine magnésienne).
Magmatisme et géodynamique (5) Fusion totale d une roche mantellique Le point de départ est un mélange fertile M. Lorsqu il s échauffe, il finit par atteindre la température de l eutectique. Il se forme alors un liquide eutectique (En+Di+Gt). Le solide résiduel voit sa composition évoluer vers le point M (c est-à-dire en «fuyant» le point E). Il se forme donc un solide M résiduel (En+Di), puisque tout le Grenat est «consommé» par la fusion eutectique. Nous avons affaire maintenant à un mélange (En+Di+liq). Le solide va évoluer le long de la droite En-Di au fur et à mesure du réchauffement, et le liquide évolue maintenant le long de la «ligne cotectique» (En+Di+liq). Il s enrichit donc en (En+Di) tandis que le solide résiduel s enrichit relativement en Enstatite. Lorsque le liquide est parvenu au point B, il n y a plus que de l Enstatite dans le résidu solide. Le réchauffement se poursuivant, cette Enstatite fond et le liquide évolue vers la composition M final en suivant la surface de la «croupe» (En+liq). A tout instant, on peut appliquer le théorème des moments autour du point M.
Magmatisme et géodynamique (6) Les dessous des dorsales... Les domaines d importante diffusion sont marqués par un gradient géothermique très fort. Cela résulte de la piètre efficacité de la diffusion sur de grandes distances. A l inverse, les phénomènes convectifs en dissipant efficacement la chaleur permettent l installation de gradients géothermiques très faibles. C est le cas sous les dorsales qui sont le lieu d une importante et rapide remontée convective. Cette rapidité est cause d échanges de chaleur très faibles avec l environnement. C est pour cela que l on nomme ce type de gradient un gradient adiabatique.
Magmatisme et géodynamique (7) Faire fondre du manteau Du fait des mouvements du manteau et de la stratification thermique de la planète, le phénomène de détente isotherme n existe pas dans le manteau. En revanche, on peut avoir une détente adiabatique (qui est «presque» isotherme) sous les dorsales. Les points chauds permettent des échauffements isobares. Les zones de subduction permettent, par métamorphisme des croûtes plongeantes, l hydratation du manteau chevauchant
Magmatisme et géodynamique (8) Origine des magmas granitiques
Magmatisme et géodynamique (9) Relaxation tardi-orogénique (1) (2) Lors d une orogenèse, des matériaux sont entrainés à grande profondeur. Pression et température augmentent (1), mais cette dernière avec du retard (inertie des phénomènes). De ce fait, à la fin de l histoire de la chaîne, lorsque la montagne se relaxe et que l érosion décape, l échauffement se poursuit (2). C est lors de cette phase que peut être franchi le solidus d un mélange granitique.
Magmatisme et géodynamique (10) Le système Rubidium-Strontium Différents échantillons d une même roche, s ils sont synchrones, seront alignés dans le diagramme ci-contre. La droite obtenue est nommée «isochrone». Sa pente donne la valeur de e lt -1. Avec un DL d ordre 1, cela donne lt.
Magmatisme et géodynamique (11) Le rapport en strontium au cours du temps
Magmatisme et géodynamique (12) Les contextes géologiques producteurs de magma