Classification des roches magmatiques et dorsales Questions Combien de noms doit-on connaître et que signifient-ils? Qu est-ce qu une dorsale et comment cela marche t-il? Comment l expansion produit-elle la croûte océanique? Comment les roches observées aux dorsales informentelles sur le manteau supérieur? Outils Terrain et géologie marine, chimie analytique Thermodynamique Dynamique des fluides
Classification des roches magmatiques On les classe suivant leur composition, leur minéralogie, la texture et/ou le lieu(!). 1ère distinction: volcanique ou plutonique. Les roches volcaniques font éruption à la surface et refroidissent très vite. Le temps est trop court pour la croissance de grands cristaux. On a alors du verre ou des roches à grains très fins, ou bien des phénocristaux (des cristaux qui ont crû avant l éruption) dans une matrice fine. Les roches plutoniques cristallisent en profondeur et refroidissent lentement. Les cristaux ont le temps de croître après la nucléation et les roches finales ont des cristaux si grands qu on peut les voir à l oeil nu. Des roches de compositions identiques ont des noms différents sous les formes volcanique et plutonique car leur apparence diffère!
Plutonique versus volcanique! 3
Classification minéralogique La classification standard utilise la minéralogie de la roche (combien de quartz, combien de plagioclase, etc.) Il y a un vice important pour les roches volcaniques on ne peut habituellement pas mesurer les minéraux présents (dans le verre, point de cristaux!). Dans ce cas, on utilise la minéralogie normative! La norme est un calcul basé sur la composition chimique globale pour laquelle des minéraux se formeraient si elle cristallisait totalement. Composition normative
Classification minéralogique Le contenu volumique en minéraux est divisé en Quartz (Q), Feldspath alc. (A), Plagioclase (P), Feldspathoides (néphéline, leucite) (F), et en minéraux Fe-Mg tels qu amphibole, biotite, pyroxène, olivine (M). Si M < 90%, le diag. de Streckeisen est utlisé. Il montre les noms définis par Q-A- P-F recalculés à 100%. Personne ne les sait par coeur! Alkali Feldspar Alkali Feldspar Granite (Rhyolite) Quartz Alkali Feldspar Syenite (Trachyte) Alkali Feldspar Syenite (Trachyte) Nepheline-bearing Alkali Feldspar Syenite (Trachyte) Nepheline Syenite (Phonolite) For rocks with Q+A+P+F > 10% Quartz Quartz-rich granitoids Granite (Rhyolite) Granodiorite (Dacite) Quartz Quartz Quartz Syenite Monzonite Monzodiorite (Quartz Trachyte) (Quartz Latite) (Andesite) Syenite(Trachyte) Monzonite(Latite) Monzogabbro Nepheline-brg Syenite(Trachyte) Nepheline Monzosyenite (Tephritic Phonolite) Nepheline-brg Monzonite(Latite) Ijolite, Nephelinite, Leucitite Nepheline-brg Monzogabbro Nepheline Monzodiorite, Monzogabbro (Phonolitic Tephrite, Basanite) Tonalite Trondhjemite Plagiogranite Quartz Diorite (Quartz Andesite) Nepheline Diorite, Gabbro (Tephrite, Basanite) Diorite (Andesite), Anorthosite, Gabbro, Norite (Basalt) Plagioclase Nepheline-bearing Diorite (Andesite) or Gabbro (Basalt) Feldspathoids
Classification mineralogique Si M>90% on utilise un autre diagramme: les proportions d olivine, d orthopyroxène, de clinopyroxène, de plagioclase et de hornblende (amphibole) définissent alors la roche dans le diag. approprié. plagioclase anorthosite 90 (leuco-) dunite olivine gabbro or norite 10 pyroxenes norite 35 65 olivine gabbro or norite troctolite plag-bearing ultramafic rocks gabbro or norite cpx norite to plagioclas e opx gabbro (mela-) olivine gabbro plag-bearing ultramafic rocks orthopyroxene clinopyroxen e olivine orthopyroxenite orthopyroxenite 10 harzburgite 40 orthopyroxene 90 lherzolite olivine websterite websterite wehrlite olivine clinopyroxenite clinopyroxen e peridotites pyroxenites clinopyroxenite 6
Classification par composition Plusieurs classifications existent mais les plus répandues utilisent le % de SiO 2 ou la quantité de minéraux noirs %SiO 2 Désignation % Minéraux noirs Désignation Exemples >66 Acide <40 Felsique Granite, rhyolite 52-66 Intermédiaire 40-70 Intermédiaire Diorite, andésite 45-52 Basique 70-90 Mafique Gabbro, basalte <45 Ultrabasique >90 Ultramafique Dunite, komatiite
Classification par composition par la teneur en alcalins: pour une série magmatique, CaO et Na 2 O+K 2 O sont représentés en fonction SiO 2. En général, CaO décroît quand SiO 2 croît avec Na 2 O+K 2 O. Les séries sont classées par leur SiO 2 à l intersection: Série Calcique Calc-alcaline Alcali-calcique Alkaline Roches Basaltes de dorsales Laves d arc sur marge continentale Quelques arcs intraocéaniques Magmas intracontinentaux
La géologie de la croûte océanique Rappel de la série pétrologique du sommet à la base: sédiments marins de grands fonds dépôts massifs de sulfures basaltes en pillow(coussins) complexe filonien gabbros lités péridotites serpentinisées Cette séquence est cohérente avec le profil de vitesses sismiques de la croûte océanique 0 2 4 6 8 10-2 0 Water Vp (km/s) Layer 1 = sediment 2 Layer 2 = extrusives Layer 2a = dikes 4 Layer 3 = gabbro 6 Moho 8 Mantle = altered peridotite 10
La géologie de la croûte océanique Pillow lavas modernes et anciens photographiés par submersible ou sur le terrain.
La géologie de la croûte océanique Le complexe filonien moderne et ancien observé par bathymétrie ou sur le terrain. QuickTime and a decompressor are needed to see this picture.
La géologie de la croûte océanique Les gabbros lités modernes et anciens par forage profond (ODP) ou sur le terrain.
La géologie de la croûte océanique Assemblage harzburgite/dunite moderne et ancien, la partie supérieure du manteau. Une péridotite abyssale et le massif de Mascate en Oman