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Volcanisme: genèse de magmas dans le manteau Î Fusion partielle Le manteau supérieur est formé de péridotite (lherzolite) Fusion partiel le: pa Lherzolite Æ magma basaltique + harzburgite SiO2 TiO2 Al2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2 O Harzburgite 44.69 0.02 0.86 8.17 0.12 45.04 1.09 0.02 0.01 Lherzolite 45.35 0.16 4.26 8.24 0.14 38.17 3.39 0.29 0.03 Basalte 48.77 1.15 15.9 9.81 0.17 9.67 11.16 2.43 0.08 La composition chimique du magma est différente de celle du solide de départ Composition minéralogique du manteau supérieur: Olivine, opx, cpx + un minéral alumineux P Plagioclase Spinelle Grenat Olivine dunite 90 90 wehrlite harzburgite lherzolite orthopyroxénite 40 à olivine PERIDOTITE olivine clinopyroxenite 40 olivine websterite clinopyroxénite à olivine PYROXENITE clinopyroxénite websterite Orthopyroxène Clinopyroxène Comprendre ce qui se passe en profondeur dans le manteau terrestre: Expérimentation Caractérisation et analyse des échantillons expérimentaux 10 kb - 1100°C Ilménite Clinopyroxene Plagioclase Silicate glass 100 µm Analyse par faisceau laser Fusion partielle d’une péridotite 0 500 1000 0 Lherzolite à plagioclase SOLIDE 1500 SOLIDE + LIQUIDE 2000 LIQUIDE Lherzolite à spinelle 50 Lherzolite à grenat 25 100 150 50 200 75 250 Profondeur en km Pression en kbar Température °C Taux de fusion Comment faire fondre le manteau terrestre ? Diminution de pression à température constante Augmentation de température à pression constante Lherzolite Æ magma basaltique + harzburgite Ascension des magmas depuis le manteau jusqu’à la surface Fonctionnement d’une chambre magmatique: Cristallisation de minéraux Î évolution de la composition chimique du magma Composition des minéraux qui cristallisent Magma de départ SiO2 (%) MgO (%) Na2O (%) 52.33 2.86 2.85 Olivine 37 39 0.05 Clinopyroxène 49 17 0.65 Magma final 62.97 0.44 4.19 Cristallisation fractionnée Magma initial Cristallisation de 20 % d'olivine 42 Si = 52.5% 33 Autres = 41.25% 2 Mg = 2.5% 3 Na = 3.75% Liquide résiduel 8 Si = 40% 4 Autres = 20% 8 Mg = 40% Olivine 100 atomes présents 50 Si = 50% 37 Autres = 37% 10 Mg = 10% 3 Na = 3% Magma initial Magma final SiO2 (%) 50 52.5 MgO (%) 10 2.5 Na2O (%) 3 3.75 Quel est le lien avec le dynamisme des éruptions ? Structures silicatées: tétraèdres SiO4 Magma silicaté: polymère La viscosité est proportionnelle à la teneur en silice du magma SiO2 = 70% SiO2 = 50% Magma basique, pauvre en silice: Faible viscosité Faible teneur en gaz Magma acide, riche en silice: Forte viscosité Forte teneur en gaz Devenir des magmas: éruption à la surface ou cristallisation en profondeur Refroidissement rapide en surface, texture microlithique: roche volcanique Refroidissement lent en profondeur, texture grenue: roche plutonique Classification (ultra)simplifiée des roches magmatiques Roche basique Roche Roche acide intermédiaire Roche Volcanique Basalte Andésite Rhyolite Roche plutonique Gabbro Diorite Granite
