Concepts et données du manteau de la Terre Tome 1 Ismaïla Ngounouno LA PÉTROLOGIE ÉRUPTIVE MODERNE Les connaissances en sciences de la Terre ont progressé de façon exponentielle au cours des deux dernières décennies. Cet ouvrage présente une synthèse de l’ensemble des connaissances essentielles acquises en pétrologie volcanique durant cette période. Ismaïla Ngounouno est professeur titulaire de classe exceptionnelle en pétrologie-géochimie à l’université de Ngaoundéré (Cameroun). Ancien doyen de la faculté des sciences (2003-2012), il est actuellement directeur de l’École de géologie et d’exploitation minière (EGEM) de Meiganga (Cameroun) et chef de département des mines et de la géologie dans ladite école. Concepts et données du manteau de la Terre Cet ouvrage s’adresse principalement aux étudiants en licence ou master des sciences de la Terre, aux étudiants préparant les concours de recrutement de l’enseignement secondaire (DIPES de sciences de la vie et de la Terre), ainsi qu’aux professeurs de l’enseignement secondaire et de l’enseignement supérieur. Il est également accessible aux étudiants de doctorat en sciences de la Terre et de l’École de géologie et d’exploitation minière (EGEM). LA PÉTROLOGIE ÉRUPTIVE MODERNE Concepts et données du manteau de la Terre LA PÉTROLOGIE ÉRUPTIVE MODERNE Le tome 1 comporte deux parties. La première est réservée aux généralités concernant le volcanisme ; la deuxième est consacrée au manteau terrestre, source universelle de tous les magmas basaltiques primitifs. Cependant, le manteau n’est pas homogène et ces divers magmas primitifs ont des caractéristiques propres. Ils évolueront en outre différemment selon le contexte géodynamique dans lequel ils auront été engendrés. Ismaïla Ngounouno Tome 1 Tome 1 Photographie de couverture de l’auteur : Éruption du Mont Cameroun de 1999. 27,50 € ISBN : 978-2-343-02045-7 00328_couv.indd 1 format : 155x240, dos=14.6 mm 24/11/2013 13:55:47 La pétrologie éruptive moderne Tome 1 Ismaïla Ngounouno La pétrologie éruptive moderne Concepts et données du manteau de la Terre Tome 1 Avant-propos de Bernard Déruelle © L’Harmattan, 2013 5-7, rue de l’Ecole-Polytechnique, 75005 Paris http://www.harmattan.fr [email protected] [email protected] ISBN : 978-2-343-02045-7 EAN : 978234302457 Table des abréviations ACF : assimilation cristallisation fractionnée AFM : A (alcalins = Na2O + K2O), F (fer = FeO + Fe2O3) et M (magnésium = MgO BABI Basaltic achondrites best inititial CD : météorite de Canyon Diablo CDOB: Central Dinaric Ophiolite Belt CHUR : chondrite uniform reservoir, réservoir de composition chondritique Di-Fo-Py : diopside-forstérite-pyrope DMM : "depleted end-member MORB-mantle component" ou pôle appauvri du manteau DSDP: Deep Sea Drilling Project EM : "enriched" mantle : Composant mantellique enrichi (en Nd et Pb) H = high HIMU : manteau à rapport U/Pb élevé HREE: Heavy Rare Earth Elements IUGS: Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks JOIDES: Joint Oceanographic Institutions Deep Earth Sounding L = low LChC : Ligne Chaude du Cameroun LL = low-low LREE: Light Rare Earth Elements MARID : mica, amphibole, rutile, ilménite, diopside Mg#: 100 x Mg/(Mg + Fe) N-MORB ODP: Ocean Drilling Project, OIB: Ocean Island basalts PDB: Peedee formation Belemnite PEM: "Parametric Earth Model" 5 PREM: "Preliminary Reference Earth Model" PREMA : prevalent mantle ou manteau le plus abondant PUM: manteau supérieur primitif QAPF: Alcalin Quartz-Feldspath Alcalin-Plagioclase; SMOW: Standard Mean Ocean Water TAS : Total Alkali-Silica, Somme des alcalins-silice 6 Feldspathoïdes-Feldspath Avant-propos L'Afrique est le lieu d'une activité volcanique qui, comme au Mont Cameroun, a été rapportée, même parfois de façon anecdotique, depuis plus de deux millénaires. L'Homme a toujours été attiré par les volcans actifs en dépit de leur dangerosité imprévisible, et ceux-ci lui ont valu de subir de nombreuses catastrophes. Les volcans actifs africains n'appartiennent pas aux zones de subduction réputées pour leur dangerosité, telle le pourtour de l'Océan Pacifique, mais certains volcans méditerranéens sont cependant liés à la subduction qui résulte de l'affrontement des deux plaques africaine et eurasienne. Les effets de l'activité volcanique sur l'Homme sont pour l'Afrique, telle que la définissent les géographes et telle qu'elle apparaît sur les planisphères, davantage des bienfaits que des méfaits. Les volcans africains actifs sont essentiellement liés au fossé Est-Africain, sorte de dorsale océanique naissante, et à des points chauds ou même à une ligne volcanique comme la "Ligne chaude dite du Cameroun". L'Afrique, berceau vraisemblable de l'Humanité, a vu naître, avant le changement de millénaire fin 2000 de notre ère, des scientifiques, qui, tout auréolés de diplômes mondialement reconnus, ont engagé un combat pour la distribution de la connaissance scientifique sur leur continent. Le Professeur Ismaïla Ngounouno est l'un d'entre eux. C'est le seul géologue africain ayant, à ce jour, acquis une maturité qui lui a permis d'écrire un mémoire accessible à tous les étudiants en sciences : La pétrologie éruptive moderne. Sans tomber dans la vulgarisation, le livre de M. Ngounouno apporte, outre la synthèse de travaux concernant essentiellement le Cameroun, une vision moderne de la science en matière de pétrologie volcanique. Ce livre, fruit d'une recherche menée de longue date tant sur le terrain qu'au laboratoire, apporte aux futurs étudiants et à leurs aînés une base indispensable pour leur donner l'envie d'entreprendre ou de continuer des études qui aboutiront à faire progresser la connaissance de la géologie du Cameroun et de l'Afrique. Dans ce livre, se trouve une synthèse de travaux récents sur le volcanisme de la "Ligne Chaude du Cameroun". Elle reprend les acquis essentiels sur ce sujet : âges, lithologies, données géochimiques, et leurs interprétations menant à une source mantélique sublithosphérique. La genèse des divers types pétrographiques est précisée à travers les rôles de la nature des sources mantéliques, de la différenciation magmatique et de la contamination éventuelle des magmas par la croûte continentale pour les laves les plus felsiques (rhyolites). Des mélanges de magmas d'importance très limitée sont observés. L’hypothèse des « lignes chaudes » dans le manteau, une adaptation ad hoc du modèle des panaches mantelliques est présentée face à la problématique de la "Ligne Chaude du Cameroun" (LChC). 7 Le livre de M. Ngounouno permet de comprendre aisément la dynamique et le fonctionnement du système volcanique de la LChC et des régions avoisinantes. Il permet de répondre aux questions posées sur la chimie du manteau et ses processus de fusion partielle. Ce livre éclaire sur les processus de formation des magmas dans ce type de contexte géodynamique. Son apport au débat scientifique sur la genèse des magmas profonds est double : il concerne à la fois des données précises sur la pétrologie et la chimie des laves, et sur la source des magmas dans la lithosphère dans le cadre géodynamique des limites océan-continent. Il permet de porter plus loin les réflexions quant aux causes de la fracturation lithosphérique présente sous la LChC et sur le comportement de l’asthénosphère. La vision classique de type point chaud étant remise en cause, il reste à comprendre pourquoi la déformation et la fusion sont localisées le long de la LChC, ce qui constitue un champ de recherche très ouvert. On retient donc à la lecture du livre les résultats d’une recherche scientifique de haut niveau ouvrant sur des perspectives enthousiasmantes. Monsieur Ngounouno est incontestablement un chercheur actif et très compétent dans ce domaine. Son livre s’inscrit dans une problématique très débattue aujourd’hui sur l’origine des magmas en domaine continental et en particulier dans le domaine de la transition continent-océan, comme est la marge africaine de l'Océan Atlantique équatorial. Le livre de Monsieur Ngounouno permet de cerner, au niveau international, les connaissances sur la LChC. Alors que la théorie des points chauds est actuellement parfois remise en cause, ce livre envisage un développement du magmatisme, et en particulier du volcanisme, le long de fractures lithosphériques majeures, que ce soit en domaine océanique ou continental. Les travaux personnels de Monsieur Ngounouno dans la haute vallée de la Bénoué, sur le plateau Kapsiki, aux environs de Ngaoundéré, sur le Mont Cameroun, entre autres, sont d’un apport scientifique incontestable. Des données nouvelles sur les âges des laves de la LChC, en particulier dans les régions où les données étaient quasi absentes, la découverte des lamprophyres alcalins (monchiquites et camptonites) qui renseignent sur l’origine des magmas dans un contexte de fluidisation intense comme à l’aplomb de la limite continent-océan, là où la fracturation lithosphérique est intense et a indéniablement favorisé la montée de magmas d’origine sous-lithosphérique, sont des acquis livrés par ce Livre. Dès les années cinquante, grâce à des études de volcans basées sur les descriptions des paysages et des produits volcaniques ou encore sur la géologie régionale, des progrès importants ont été réalisés en Sciences de la Terre dans le domaine de la pétrologie volcanique. C'est ainsi qu'une quantité de connaissances nouvelles a été acquise à la suite d'études de terrain auparavant rendues matériellement impossibles ou limitées à des tentatives de 8 reconnaissance, surtout grâce au développement exponentiel des moyens de locomotion permettant des déplacements rapides et sûrs jusque dans les recoins les plus isolés de la Terre. Plus récemment, des progrès décisifs résultant essentiellement d'acquisitions de données nouvelles dues à la géochimie ont permis de mieux cerner les réservoirs, sources des magmas primitifs et de replacer le volcanisme dans le contexte géodynamique planétaire. S'appuyant sur des techniques analytiques sans cesse plus performantes, ces progrès ont abouti à une prolifération de modélisations théoriques qui, s'éloignant parfois trop des objets, sont venues alors éclipser les fondamentaux. Le Livre de M. Ngounouno présente une synthèse féconde des connaissances actuelles sur le volcanisme de la Ligne Chaude du Cameroun et des régions avoisinantes. Bernard Déruelle 9 Présentation de l’ouvrage Le Tome 1 de l’ouvrage comporte deux grandes parties. La première est consacrée aux généralités et concepts de la pétrologie volcanique. Elle permet de mieux appréhender les concepts actuels. La deuxième partie (5 chapitres) traite du manteau terrestre. Les données récentes concernant sa structure et sa nature reposent autant sur la géophysique (sismique), la pétrographie expérimentale de haute pression et haute température (conditions thermodynamiques de stabilité des phases minérales), la géochimie (bilans de matière à l'échelle du globe, du système solaire et de son cortège de météorites) que sur la pétrographie (études des péridotites des massifs (péridotites alpines ou orogéniques), des péridotites océaniques et des nodules de péridotites remontés en surface avec les laves). Le Tome 2 de l’ouvrage est constitué de quatre grandes parties. La première partie (7 chapitres) appréhende le volcanisme du Cameroun : la "Ligne Chaude du Cameroun", un alignement N 30°E de massifs volcaniques océaniques et continentaux depuis l'île de Pagalú (anciennement Annobon) jusqu'au lac Tchad. La "Ligne Chaude du Cameroun" offre la particularité sur la Terre d'être la seule entité magmatique (dans l'espace et dans le temps) édifiée pour moitié en domaine océanique et pour moitié en domaine continental. L'étude régionale des volcans de la Ligne Chaude du Cameroun est abordée. L'autre région volcanique du Cameroun est abordée : l'Adamaoua. Les xénolites ultramafiques et les autres types de volcanisme (lamprophyres) de la Ligne Chaude du Cameroun sont examinés. Les sources de ce volcanisme sont situées dans un manteau fertile infra-lithosphérique comme le prouve l'unicité des basaltes de cette Ligne. D'autres exemples de volcans alcalins (Réunion, Fangataufa) sont examinés. Les deuxième et troisième parties (9 chapitres) ont pour objet l'étude d'autres séries volcaniques fondamentales sur Terre. Ces séries volcaniques majeures sont replacées dans le contexte de leurs domaines géodynamiques respectifs. La plus répandue sur la Terre, mais cependant encore la moins décrite, la série tholéïtique se met en place au niveau des dorsales océaniques. Son étude est liée tout autant aux explorations sous-marines grâce aux submersibles habités ou téléguidés qu'aux forages (hormis ceux liés aux explorations pétrolières et limités aux séries sédimentaires) et, partant aux financements colossaux, inévitablement internationaux, qu'exigent de telles entreprises. La série andésitique, caractéristique des zones de subduction est abordée uniquement en domaine continental (marge continentale active, exemple : Andes). Les connaissances concernant cette série ne permettent pas encore de trancher catégoriquement sur les sources des magmas primaires tant sont 11 nombreux les facteurs qui interviennent dans leur genèse au niveau des zones de subduction (croûte océanique et manteau lithosphérique subductés, croûte continentale, manteau lithosphérique et/ou asthénosphérique de la plaque susjacente, sédiments de la fosse et de la plaque subductée…). La quatrième et dernière partie (5 chapitres) s'intéresse aux autres types de volcanisme (exemples du volcanisme basaltique du demi-graben crétacé de Mayo Oulo-Léré, Nord Cameroun, du volcanisme de la région de Biden, Adamaoua, et du plateau basaltique océanique d’Ontong Java, ainsi qu’aux volcanismes des kimberlites, des carbonatites, des komatiites). Cet ouvrage s'adresse principalement aux étudiants en licence, master des sciences de la Terre, aux étudiants préparant les concours de recrutement de l'enseignement secondaire (DIPES de sciences de la Vie et de la Terre) ainsi qu'aux professeurs de l'enseignement secondaire et de l’enseignement supérieur. Il est également accessible aux étudiants de Doctorat en Sciences de la Terre et de l’Ecole de Géologie et d’Exploitation Minière (EGEM). Remerciements Bernard Déruelle, Professeur à l’Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) m’a suggéré la rédaction d’un livre pour répondre, d’une part, au besoin d’établir un bilan des connaissances en pétrologie éruptive et, d’autre part, au souci de puiser dans les approches nouvelles une illustration méthodologique. Je lui exprime ici mes très vifs remerciements pour son soutien constant tout au long de la préparation de cet ouvrage jusqu’à sa publication. Cet ouvrage n’a pu être réalisé qu’en raison des facilités morales et de la collaboration étroite que nous ont apportées de nombreuses personnalités du Ministère de l’Enseignement Supérieur. Que les Professeurs Jacques Fame Ndongo, Ministre de l’Enseignement Supérieur, et Paul Henri Amvam Zollo, Recteur de l’Université de Ngaoundéré, reçoivent ici mes plus sincères et plus vifs remerciements. Je dois désormais au Professeur Bernard Déruelle le grand honneur de lui succéder pour continuer l'étude du volcanisme cénozoïque du Cameroun. Je le remercie de la confiance qu’il m’a accordée depuis plusieurs décennies et tenterai de ne jamais le décevoir. Un livre destiné à l’enseignement ne se conçoit pas, ne s’élabore pas, ne s’écrit pas dans la solitude. Par leur aide matérielle, leurs conseils, leurs encouragements, les discussions animées que nous avons eues ensemble, beaucoup d’amis m’ont soutenu dans cette entreprise et je leur dois d’avoir pu aller jusqu’au bout de ma tâche. Ils sont nombreux et je suis sûr d’en oublier si je tente d’en dresser une liste. Je voudrais cependant remercier particulièrement les collègues pétrographes et géochimistes qui ont bien voulu m’aider, particulièrement à mes débuts, à élargir les horizons de la recherche scientifique 12 et à obtenir les nécessaires données analytiques à partir d'appareillages qui ne sont pas disponibles au Cameroun: qu'ici soient remerciés les Professeurs Daniel Demaiffe, Raymond Montigny et Daniel Ohnenstetter. Ils sont souvent co-auteurs de mes articles. Les différents stages que j’ai réalisés en France et en Belgique dans leurs laboratoires m’ont permis de me familiariser avec les instruments, les méthodes de recherche qui ont été nécessaires à la maturation de ce Livre. Mes remerciements s’adressent également au Professeur Albert Jambon, Directeur du Laboratoire de Magmatologie et Géochimie Inorganique et Expérimentale de l’UPMC, pour m’avoir accueilli dans son Laboratoire lors de mes multiples séjours à Paris. Les facilités qu’il m’a offertes, ses encouragements, ses réflexions et ses critiques m’ont beaucoup aidé à murir le projet du Livre. Mes remerciements vont aussi à la Mission Française de Coopération et d’Action Culturelle de l’Ambassade de France au Cameroun qui a participé activement au financement de mes différents séjours en France, dans le cadre de la réalisation de ma thèse de doctorat de l'UPMC de 1990 à 1993 (en tant que boursier du Gouvernement Français), pour la préparation et présentation de mon Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) en 2000, et lors de nombreux séjours de recherche à Paris dans le cadre de la convention inter-universitaire qui lie l’Université de Ngaoundéré et l’UPMC depuis 1995. Mes remerciements s’adressent également à tous les membres de ma famille pour leur soutien sans faille, à tous ceux qui ont participé à la mise en forme du manuscrit, et à tous les amis et collègues pour leur collaboration efficace et leur aide lors de la relecture des différents chapitres, et enfin à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de l’objectif fixé. La grande majorité des figures présentées dans cet ouvrage et signalées en légende par un astérisque, ont été présentées lors d'enseignements dispensés dans les Universités par le Professeur Bernard Déruelle tant au Cameroun qu'en France. Il les a aimablement mises à ma disposition et je l'en remercie sincèrement. 13 Table des matières Table des abréviations .................................................................................................5 Avant-propos ...............................................................................................................7 Présentation de l'ouvrage ..........................................................................................11 PREMIÈRE PARTIE Généralités, Définitions ......................................................21 Chapitre 1 Généralités, définitions .................................................................... 23 1.1. Introduction ............................................................................................. 23 1.2. Différents types de magmas et de laves ................................................... 25 1.3. Différents types d’éruptions..................................................................... 26 1.4. Les roches volcaniques ............................................................................ 31 1.5. Les minéraux du volcanisme ................................................................... 33 1.6. Les plus grands volcans ........................................................................... 35 1.7. Principales catastrophes volcaniques ou très significatives ..................... 35 1.8. Les principaux volcans dangereux ........................................................... 36 1.9. Les risques ............................................................................................... 36 1.9.1. Les risques directs liés à l’éruption d’un volcan .............................. 37 1.9.1.1. Les coulées de lave ................................................................... 37 1.9.1.2. Les retombées de cendres et de gros blocs de laves ................. 38 1.9.1.3. Les émanations de gaz toxiques ............................................... 38 1.9.1.4. Les lahars ou coulées de boue d’origine volcanique ................ 38 1.9.1.5. Les éruptions phréato-magmatiques («hydro-explosions»)...... 39 1.9.1.6. Les nuées ardentes .................................................................... 39 1.9.2. Les risques indirects entraînés par une éruption .............................. 40 1.9.2.1. Les raz-de-marée ou "tsunamis" ............................................... 40 1.9.2.2. Les glissements de terrain ........................................................ 40 1.9.2.3. Les maladies ............................................................................. 41 1.9.2.4. Les famines .............................................................................. 41 Chapitre 2 Classifications, diagrammes de classification ................................. 43 2.1. Nomenclature ........................................................................................... 43 2.2. Notions d'association, de série, de suite magmatique .............................. 45 2.3. Classification des roches volcaniques ...................................................... 47 15 2.3.1. Classification basée sur la texture .................................................... 47 2.3.2. Classification basée sur les relations de terrain ................................ 48 2.3.3. Classification basée sur la composition minéralogique et modale ... 48 2.3.4. Classification TAS ........................................................................... 51 2.4. Diagrammes classiques ............................................................................ 55 2.4.1. Diagrammes de variation ................................................................. 55 2.4.2. Diagrammes géotectoniques discriminants ...................................... 58 2.5. Les diagrammes normalisés, expression de la signature géochimique .... 61 2.5.1. Eléments en traces ............................................................................ 61 2.5.1.1. Notion de compatibilité et d'incompatibilité ............................ 62 2.5.1.2. Minéraux et éléments en traces ................................................ 62 2.5.1.3. Coefficient de distribution ........................................................ 67 2.5.1.4. L'intérêt des normalisations ...................................................... 72 2.5.1.5. Les diagrammes des terres rares ............................................... 75 2.5.1.6. Les diagrammes multiéléments ................................................ 77 DEUXIÈME PARTIE Le manteau, source de tous les magmas basaltiques .........79 Chapitre 1 L’approche du manteau .................................................................. 81 1.1. Introduction ............................................................................................. 81 1.2. Les contraintes de la géophysique ........................................................... 82 1.3. Les apports des météorites et les bilans terrestres .................................... 87 1.3.1. Les chondrites .................................................................................. 88 1.3.2. Les achondrites ................................................................................ 90 1.3.3. Les météorites ferreuses ................................................................... 90 1.3.4. Conclusions ...................................................................................... 90 1.4. Manteau supérieur et manteau inférieur .................................................. 92 1.4.1. Le manteau supérieur ....................................................................... 92 1.4.2. Le manteau inférieur ........................................................................ 97 Chapitre 2 L'hétérogénéité du manteau supérieur ............................................ 99 2.1. Le manteau fertile, le manteau appauvri .................................................. 99 2.1.1. Les données pétrographiques et minéralogiques .............................. 99 2.1.2. Les données des rapports isotopiques ............................................ 100 2.1.3. Les données des éléments en traces ............................................... 105 2.1.4. Le modèle unificateur de Hofmann et White (1982) ..................... 107 16 2.1.5. Le paradoxe des isotopes du plomb ............................................... 108 2.2. Le manteau primitif ............................................................................... 108 Chapitre 3 La nature du manteau supérieur .................................................... 111 3.1. Introduction ........................................................................................... 111 3.2. Pétrographie du manteau ....................................................................... 112 3.2.1. Roches polyminérales .................................................................... 112 3.2.2. Roches biminérales ........................................................................ 114 3.2.3. Roches monominérales .................................................................. 114 3.2.4. Les péridotites des massifs (péridotites alpines ou orogéniques) ... 115 3.2.4.1. Les péridotites ophiolitiques .................................................. 115 3.2.4.2. Les péridotites de haute température ...................................... 115 3.3. Conclusions ........................................................................................... 116 3.4. Minéralogie du manteau supérieur ........................................................ 117 3.4.1. Les minéraux primaires .................................................................. 118 3.4.1.1. Olivine .................................................................................... 118 3.4.1.2. Pyroxène ................................................................................. 118 3.4.1.3. Les minéraux alumineux ........................................................ 121 3.4.2. Les minéraux métasomatiques et les mégacristaux ........................ 125 3.4.3. Les éléments natifs ......................................................................... 129 3.4.4. Autres minéraux ............................................................................. 131 3.5. Géochimie du manteau .......................................................................... 131 3.5.1. Eléments majeurs ........................................................................... 131 3.5.2. Eléments en traces .......................................................................... 138 3.5.3. Les isotopes, indicateurs pétrogénétiques ...................................... 139 3.5.3.1. Généralités.............................................................................. 139 3.5.3.2. Isotopes radiogéniques ........................................................... 141 3.5.3.3. Isotopes stables....................................................................... 157 3.6. Les données de la pétrologie expérimentale .......................................... 162 17 3.6.1. Le concept de pyrolite .................................................................... 162 3.6.2. De la pyrolite aux pyrolites ............................................................ 163 3.6.3. Les solidi de la pyrolite et la fusion partielle ................................. 166 3.6.4. Conclusion : l'évolution du concept de pyrolite ............................. 166 Chapitre 4 La genèse des magmas primaires .................................................. 169 4.1. Pétrologie des magmas primaires .......................................................... 169 4.2. Ségrégation et le déplacement des magmas primaires ........................... 170 4.3. Genèse des magmas primaires : fusion partielle du manteau supérieur . 171 4.3.1. Les diagrammes de phases ............................................................. 171 4.3.2. Les données expérimentales de la fusion partielle ......................... 173 4.3.3. Les résultats ................................................................................... 174 4.3.3.1. Fusion partielle à l’équilibre et fusion partielle fractionnée (ou de Rayleigh) ............................................................................................. 174 4.3.3.2. Les conditions de la fusion partielle ....................................... 175 4.3.3.3. La fusion partielle d’une lherzolite et d’une pyrolite ............. 177 4.3.3.4. Comparaison entre fusion et cristallisation ............................ 179 4.4. Les magmas primaires ........................................................................... 180 4.5. Modélisation de la fusion partielle ......................................................... 185 Chapitre 5 Les processus qui modifient les magmas primitifs ........................ 197 5.1. La cristallisation .................................................................................... 197 5.2. La cristallisation fractionnée .................................................................. 198 5.3. La cristallisation à l’équilibre ................................................................ 201 5.4. Mécanismes physiques de la cristallisation fractionnée ......................... 206 5.4.1. Sédimentation gravitaire ................................................................ 206 5.4.2. Ségrégation de flux ........................................................................ 207 5.4.3. Filtre-Presse ................................................................................... 207 5.4.4. Fractionnement de liquides ............................................................ 207 5.4.5. La séparation des liquides immiscibles .......................................... 207 5.5. La contamination : le rôle des fluides ............................................... 210 5.6. L'assimilation de croûte continentale ................................................ 212 5.7. Les mélanges magmatiques .............................................................. 214 5.8. Un processus complexe : assimilation cristallisation fractionnée ..... 215 18 Bibliographie ...........................................................................................................221 Index des auteurs cités ............................................................................................233 Index des notions.....................................................................................................237 19