Les Series Magmatiques
Les Series Magmatiques
Les Series Magmatiques
Damien Jaujard
20 km
40 km
Basalte
Trachyandsite
Trachyte
Analyse modale
Roche volcanique
Roche plutonique
Roche B
42,0 55,0 0,6 2,0 (*) 0,4
Roche C
100
100
100
Analyse normative
(Cross Iddings Pirssons Washington)
Classification de Streckeisen
Diagramme de Harker
K2O-Na2O
SiO2
trachyte trachyandesites (hawate, mugarite, benmorite) basalte
Diagramme de Streckeisen
La Runion
Age: de -3 Ma aujourdhui
70 km 190 km
trachyte
basalte (ocanite)
K2O-Na2O
SiO2
trachyte trachyandsite basalte
La Martinique
50 km
70 km
AGE: de 30 Ma aujourdhui
dacite
rhyolite
K2O-Na2O
SiO2
basalte andsite dacite rhyolite
Le massif du Chenaillet
AGE: -160 Ma
plagiogranite
gabbro
basalte en coussin
K2O-Na2O
SiO2
basalte - gabbro plagiogranite
Bilan: -Une srie magmatique correspond un ensemble de roches magmatiques regroupes selon trois critres:
-Les roches dune mme srie sont alors considres comme cogntiques (leur mise en place est lie un contexte godynamique commun)
Srie tholiitique
SiO2
Limite floue
FeO*
Tholeiitique Tonga
e land Z lesite Basalte vel And u o e N t
te oli y Rh ci Da
Diagramme AFM: Permettant de distinguer clairement les sries tholiitique et calcoalcaline (dcroissance de la teneur en Fer pour la srie calco-alcaline)
Calco-alcalin
Na2O+K2O
Mg0
1-Comment expliquer la diversit des roches au sein dune mme srie? 2-Quelle est la relation entre le contexte godynamique et le type de srie?
La chronologie de mise en place des roches montre une volution des ples basiques vers les ples acides.
K2O-Na2O
Srie alcaline
Srie calco-alcaline
Srie tholiitique
SiO2
-Cette chronologie reflte une modification progressive de la composition dun magma initial. -Cette modification est caractrise par un enrichissement en silice (SiO2) et en alcalins (Na2O-K2O) Cest la diffrenciation magmatique. -Le magma initial ou magma primaire est de composition basaltique dans les trois cas. -Les mcanismes principaux permettant la diffrenciation magmatique sont: .la cristallisation fractionne .la contamination crustale .le mlange magmatique
La cristallisation fractionne
Les travaux exprimentaux de Bowen (1928) ont permis de dterminer lordre dapparition des minraux lors du refroidissement dun magma.
Fe-Mg Ca Ca
K K
Na
La cristallisation fractionne
Magma primaire basique basalte
roches intermdiaires
roches acides
Cristallisation
Sparation Sol./Liq.
Cristallisation
Lenrichissement relatif en alcalin et en silice nest pas le mme en fonction de la srie car le magma primaire nest pas le mme.
Srie tholiitique
SiO2
% SiO2 Al2O3 Fe2O 3 FeO MgO MnO CaO Na2O K2O TiO2 P2O5 B. alcalin 48.24 16.33 11.70 5.10 0.19 8.37 4.01 1.86 3.15 1.02 B. calco-alcalin 49.80 15.22 8.55 9.60 0.14 8.55 3.09 1.30 1.07 0.3 B. tholiitique 50.55 16.38 1.27 7.76 7.80 0.16 11.62 2.79 0.09 1.31 0.13
Bilan: -La diversit des roches au sein dune mme srie est explique par la diffrenciation progressive dun magma primaire basique.
-chaque tape de la diffrenciation peut tre fossilise par la mise en place de roches volcaniques.
=
Quelle est la relation entre le contexte godynamique et la composition du magma primaire?
Le liquide primaire a une composition diffrente de la source pour deux raisons: -la fusion est partielle -tous les lments nont pas le mme comportement au cours de la fusion (lments compatibles - lments incompatibles) La fusion partielle a donc pour consquence de concentrer les lments incompatibles dans le liquide.
Composition de la source
Contexte godynamique
Conditions de FP du manteau
P (kbar) Z (km) 240 Solide 75
liquidus
Augmentation de la T
50 160
solidus
25 80
Liquide + Solide Liquide
Dcompression adiabatique
gotherme
FP forte puis
FP faible
B. tholiitique
B. alcalin
Composition isotopiques des OIB de Polynsie -Les isotopes radioactifs ne fractionnent pas lors des processus ptrogntiques, ils sont donc de bons marqueurs de source. -Dans le cas des points chauds, la source est donc mixte : . Manteau infrieur (FP par dcompression adiabiabatique) . Manteau suprieur (FP par augmentation de la temprature)
-DMM: Depleted Morb Mantle -EMI: Enriched Mantle I -EM II: Enriched Mantle II -HIMU: High ( =U/Pb)
Remonte asthnosprique et FP profonde. Pression leve FP faible B.alcalin voir hyper alcalin puis B. tholiitique FP forte Pression plus faible FP moins profonde
Le magmatisme de subduction
Plongement et dshydratation de la C.O et des sdiments
Incompatibilit dcroissante
Rsultats des expriences de dshydratation dun mtabasalte 5GPa et 900C (Kogiso 1997)
- les fluides, qui lessivent slectivement la C.O et ses sdiments, transmettent leur signature gochimique au manteau, et donc aux magmas darc. -la percolation du manteau par les fluides a donc deux consquences: .enrichir la source en lments incompatibles .provoquer sa FP en abaissant sa temprature de fusion.
Contamination croissante
2 0 Ma
temps
2 0 Ma
11 2Ma 42-12Ma
Dacite
Rhyolite
Islandites
Rhyolites
(Contamination crustale)
Cristallisation fractionne
(Contamination crustale)
Cristallisation fractionne
(Contamination crustale)
Cristallisation fractionne
magma alcalin
magma calco-alcalin
magma tholiitique
Pridotite rsiduelle
Bilan:
-La mise en place des sries magmatiques fait appelle deux processus fondamentaux:
Crote continentale
Iles ocaniques
DMM
Sdiments dshydrats