Lecture 6: Igneous classification, mid-ocean ridges - Perso-sdt

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-AP-F recalculés à 100%.
Personne ne les sait
par coeur!
For rocks with Q+A+P+F > 10%
Quartz
Quartz-rich
granitoids
Alkali Feldspar
Granite (Rhyolite)
Granite
(Rhyolite)
Quartz Alkali
Feldspar Syenite
(Trachyte)
Alkali Feldspar
Syenite (Trachyte)
Alkali
Feldspar
Tonalite
Trondhjemite
Plagiogranite
Quartz
Syenite
Granodiorite
(Dacite)
Quartz
Monzonite
(Quartz Trachyte)
( Quartz Latite)
Quartz Diorite
(Quartz Andesite)
Quartz
Monzodiorite
(Andesite)
Syenite(Trachyte) Monzonite(Latite) Monzogabbro
Nepheline-brg Nepheline-brg Nepheline-brg
Syenite(Trachyte) Monzonite(Latite) Monzogabbro
Nepheline-bearing
Alkali Feldspar
Syenite (Trachyte)
Nepheline
Monzosyenite
(Tephritic
Phonolite)
Nepheline
Monzodiorite,
Monzogabbro
(Phonolitic
Tephrite,
Basanite)
Diorite (Andesite),
Anorthosite, Gabbro,
Norite (Basalt)
Plagioclase
Nepheline-bearing
Diorite (Andesite)
or Gabbro (Basalt)
Nepheline Diorite,
Gabbro (Tephrite,
Basanite)
Nepheline Syenite
(Phonolite)
Ijolite,
Nephelinite,
Leucitite
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-)
gabbro or
norite
dunite
65
90
olivine gabbro
or norite
troctolite
harzburgite
35
pyroxenes
peridotites
plag-bearing ultramafic rocks
to plagioclas e
cpx norite
opx gabbro
40
olivine
orthopyroxenite
olivine
orthopyroxenite
gabbro or norite
norite
wehrlite
lherzolite
(mela-)
10
olivine
gabbro
plag-bearing ultramafic rocks
clinopyroxen e
orthopyroxene
olivine websterite
10
orthopyroxene
websterite
olivine
clinopyroxenite
pyroxenites
clinopyroxenite
clinopyroxen e
6
Classification par composition
• Plusieurs classifications existent mais les plus
répandues utilisent le % de SiO2 ou la quantité de
minéraux noirs
%SiO2
>66
Désignation % Minéraux noirs
Acide
<40
52-66
Intermédiaire
40-70
45-52
Basique
70-90
<45
Ultrabasique
>90
Désignation
Exemples
Felsique
Granite, rhyolite
Intermédiaire Diorite, andésite
Mafique
Gabbro, basalte
Ultramafique Dunite, komatiite
Classification par composition
• par la teneur en alcalins: pour une série magmatique, CaO et Na O+K O
2
2
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
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
Cette séquence est cohérente
• dépôts massifs de sulfures
avec le profil de vitesses
• basaltes en pillow(coussins)
sismiques de la croûte
• complexe filonien
océanique
• gabbros lités
Vp (km/s)
0
2
4
6
8
• péridotites serpentinisées
-2
Water
0
Layer 1 = sediment
Layer 2 = extrusives
2
4
Layer 2a = dikes
Layer 3 = gabbro
6
Moho
8
Mantle = altered peridotite
10
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.
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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