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 informent-

elles 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!

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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!

Quartz

Feldspathoids

Alkali Feldspar Plagioclase

Quartz-rich granitoids

Granite (Rhyolite)

Grano- diorite (Dacite)

Alkali Feldspar Granite (Rhyolite)

Quartz Syenite

(Quartz Trachyte)

Quartz Monzonite (Quartz Latite)

Quartz Monzodiorite

(Andesite)

Quartz AlkaliFeldspar Syenite

(Trachyte)

Alkali FeldsparSyenite (Trachyte)

Tonalite Trondhjemite Plagiogranite

Quartz Diorite (Quartz Andesite)

Diorite (Andesite), Anorthosite, Gabbro, Norite (Basalt)

Syenite(Trachyte) Monzonite(Latite) MonzogabbroNepheline-brgSyenite(Trachyte)

Nepheline-brgMonzonite(Latite)

Nepheline-brgMonzogabbro

Nepheline-bearingAlkali Feldspar

Syenite (Trachyte)

Nepheline Syenite(Phonolite)

NephelineMonzosyenite

(Tephritic Phonolite)

NephelineMonzodiorite,Monzogabbro

(PhonoliticTephrite, Basanite)

Nepheline Diorite, Gabbro (Tephrite,

Basanite)

Nepheline-bearing Diorite (Andesite) or Gabbro (Basalt)

Ijolite,Nephelinite,

Leucitite

For rocks with Q+A+P+F > 10%

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.

plag-bearing ultramafic rocks

olivine gabbro or norite

gabbro or norite troctolite

anorthosite

plag-bearing ultramafic rocks

gabbronoritecpx norite opx gabbro

gabbro or norite

orthopyroxene clinopyroxene

to plagioclas e

plagioclase

olivinepyroxenes

90

65

35

10

(leuco-)

(mela-)

90

10

40

olivine

orthopyroxene clinopyroxene

lherzolite

wehrliteharzburgite

olivine websterite

websteriteorthopyroxenite

olivine clinopyroxenite

olivine orthopyroxenite

peridotites

pyroxenitesclinopyroxenite

dunite

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Classification par composition

• Plusieurs classifications existent mais les plus répandues utilisent le % de SiO2 ou la quantité de minéraux noirs

%SiO2 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 Na2O+K2O sont représentés en fonction SiO2. En général, CaO décroît quand SiO2 croît avec Na2O+K2O. Les séries sont classées par leur SiO2 à l’intersection:

Série RochesCalcique Basaltes de dorsalesCalc-alcaline Laves d’arc sur marge continentaleAlcali-calcique Quelques arcs intraocéaniquesAlkaline Magmas intracontinentaux

La géologie de la croûte océanique

Cette séquence est cohérente avec le profil de vitesses sismiques de la croûte océanique

-2

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10Vp (km/s)

Water

Moho

Mantle = altered peridotite

Layer 3 = gabbro

Layer 2 = extrusivesLayer 2a = dikes

Layer 1 = sediment

•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

La géologie de la croûte océanique

Pillow lavas modernes et anciens photographiés par submersible ou sur le terrain.

La géologie de la croûte océanique

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Le complexe filonien moderne et ancien observé par bathymétrie ou sur le terrain.

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