Magmatisme et géodynamique (1)

Les séries magmatiques - silice, alcalins

Les principales roches magmatiques

Magmatisme et géodynamique (2)

Dénomination des laves

Les éléments traces

Magmatisme et géodynamique (3)Les roches volcaniques, nomenclature et classificationLe diagramme de Streckeisen

Magmatisme et géodynamique (4)

Fusion d’un mélange ternaireLe 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 3e 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.

Diagramme ternaire

La fusion partielle du manteau

On considère un triangle Grenat-Diopside-Enstatite (= Grenat + deux pyroxè-nes) 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 évo-lue 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 effi-cacement la chaleur permettent l’installation de gradients géothermiques très faibles. C’est le cas sous les dorsa-les qui sont le lieu d’une importante et rapide remontée convective. Cette rapidité est cause d’échanges de cha-leur 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 man-teau. En revanche, on peut avoir une détente adiabatique (qui est «pres-que» isotherme) sous les dorsales. Les points chauds permettent des échauffements isobares.Les zones de subduction permet-tent, par métamorphisme des croû-tes plongeantes, l’hydratation du manteau chevauchant

Magmatisme et géodynamique (8)Origine des magmas granitiques

Magmatisme et géodynamique (9)Relaxation tardi-orogénique

Lors d’une orogenèse, des matériaux sont entrainés à grande pro-fondeur. Pression et température augmentent (1), mais cette der-nière 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.

(1)

(2)

Magmatisme et géodynamique (10)Le système Rubidium-Strontium

Différents échantillons d’une même roche, s’ils sont syn-chrones, seront alignés dans le diagramme ci-contre. La droite obtenue est nommée «isochrone». Sa pente donne la valeur de elt-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