La minéralogie

La minéralogie
Qu’est qu’une roche?
• Minéraux
• 3 groupes:
- Roches magmatiques (roches
endogènes)= volcaniques+plutoniques
- Roches métamorphiques
- Roches sédimentaires
Qu’est qu’1 minéral?
• Corps inorganique, composition fixe et propre : réseau
cristallin correspond à un arrangement interne donnée.
• 1er niveau: Les atomes s’assemble en molécules ac 2
principaux types de liens: ionique (transfert elec d’1
atome à l’autre; ex: Nacl) et covalents ( partage d’e-; ex
Cl2) composition chimique
• 2ème niveau: espace limitée: l’espèce minérale  réseau
cristallin formé de la maille [correspond à l’envp du plus petit
polyèdre qui conserves les propriétés géométrique physique et
chimique de l’ensemble]
Qu’est qu’1 minéral?
• Substitution entre les éléments (rayon
ionique proche)
– Fe2+ Fe3+ - Mg2+
– Na+ / Ca2+
– Si4+ /Al3+
Perturbation du réseau en raison du
nombre de charges
Système
• Cubique ou l’or des fous ex : pyrite FeS2
• Prisme droit à base carrée (quadratique) ex :
Zircon ZrSiO4
• Hexagonal ex: Quartz SiO2
• Rhomboédrique ex:Néphéline(Na-K)SiO4
• Orthorhombique ex:L’olivine (Fe-Mg)2SiO4
• Monoclinique: prisme oblique à base rectangle
ex: l’orthose KAlSi3O8
• Triclinique prisme oblique à base //gramme
• ex: l’albite NaALSi3 O8
Propriétés des minéraux
•
•
•
•
Couleur
Éclat
Le trait
Dureté : échelle de Mohs
Ta Grosse Concierge Folle d'Amour Ose Quémander Tes Caresses
Divines
•
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•
•
Densité
Forme cristalline
Clivage
Effervescence
Propriétés optiques
Minéraux essentiels des
roches
Les silicates
•
•
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•
•
Bases tétraèdres
Chaînes simples : les pyroxènes
Doubles les amphiboles
Planaires : les micas
TriD: quartz+ Feldspaths
Les pyroxènes
• (Mg,Fe)2Si2O6
• Opx : orthorhombique
(enstatite MgSiO3)
• Cpx : Monoclinique
• Pyroxène sodique:
jadéite meta HP;BT
Les pyroxènes
•
•
•
En lumière polarisée (mais non analysée)
En lumière polarisée et analysée
Les gros cristaux de pyroxène se
reconnaissent très facilement à leur teinte
légèrement beige, avec leurs sections aux
limites peu précises et parcourues par de
multiples fissures parallèles (clivages).
•
Avec l’analyseur, ils prennent des teintes
vives, orangé, rouge, magenta ou bleu du
début de l’échelle de polarisation.
•
La jadéite se reconnaît par ses sections de
forme rectangulaire plus ou moins nette, sa
couleur légèrement verte et la présence de
fissures parallèles à l’intérieur : les clivages.
Avec l’analyseur, les teintes de polarisation
s’échelonnent autour du jaune orangé du
début de l’échelle des teintes de polarisation.
Amphiboles
• Groupement –OH Si4O11 minéraux
hydratés
• Hornblende
• Glaucophane Meta HP-BT
• Actinote ferromg
• Altération en chlorite, epidote ,calcite et
talc
Micas
Les roches
Roches plutoniques:
•
•
•
•
Refroidissement en profondeur (plusieurs km)
Lent ( 10-100 milliers années)
Texture : GRENUE ;
Cristallisation totale : HOLOCRISTALLINE
Ex : Granite
• Sur le terrain : aspect de blocs t roches arrondies : chocs granitique
• Arène avant ,si non érosion (glaciaire; écoulement hydrique)
• Diaclase: (fracture sans dépacement) : refroidissement; ou
tectonique
Roches volcaniques:
• En surface
• Refroidissement rapide,quasi instantané
(qq années à qq mois)
• Pas totalement cristallisée
> Microlitique ou vitreuse
Roches Vitreuse:
• Aucun cristal
• Refroidissement très rapide
F/ du Granites
• Roche grenue : Granites
•
•
•
•
Q
Feld alcalins
Plagioclases
Micas
Pegmatite gros cristaux, graphique
• Roche microlitique: Rhyolites
• Q
• Orthose(sanidine)
• Biotite
Q+Orthose peuvent former des sphérolites
F/ de la Granodiorites
•
•
•
•
•
Roche grenue : Granodiorites (+ pauvre en Si et K20, + Ca0)
Q
Plagioclases
Biotite pyr et amphiboles
Hornblende
Orthose exceptionnelle
•
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•
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•
•
Roche microlitique: Dacites
Q
Andésine
Biotite
Hornblende
Pyroxène
Chaine de sub
F/ de la syénite
•
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•
Roche grenue : syénite
Feld Na
Amphiboles
Q
Orthose
Micas (biotite)
•
•
•
•
Roche microlitique: trachytes
sanidine
amphibole
Biotite
• Sancy, puy-dome (domite)
F/ de la diorite
•
•
•
•
Roche grenue : Diorite (déficit ou eq en silice)
Pyroxène
Amphiboles
Plagioclases
Puy de dome, Aydat
•
•
•
•
Roche microlitique: andésites
Andésine (plagio)
Amphibole
Pyroxène
Arc insulaires et zone de sub
F/ du gabbro
• Roche grenue : Gabbro
• Plagioclases Ca > Na
• Pyroxène
+amphibole,olivine, oxyde de fer
• Plancher océanique
• Dolérites : plagio intriquées dans cristaux pyr
transition grenue/roche microlitique
• Ophites: peau de serpent
Roches microlitiques
Basaltes
• Olivine
• Pyroxène
+Plagio basique rare
Cristaux augite et olivine: aspect porphyrique ankaramites (augite++)
Océanite (olivine++)
Magnétite: coloration
Basalte demi deuil: feld
Roches basiques fluides
Basaltes tholéiitique: relativement riche en Si ( quart raremt exprimé),
olivine exceptionnelle MORB , points chauds et tapps
Basaltes alcalins : olivine, pauvre en Si, volcans intracontinentaux (mont dore) ou
Intra océaniques (certains pt chaud)
NB:dans séries alcalines et calco-roches intermédiaire: mugéarite+benmoréite
Roches à Feld et Feldspathoïdes
•
•
•
•
•
Roche grenue : syénite à néphéline
Pyroxène
Amphiboles
Feldspaths
Néphéline ou leucite
•
•
•
•
Roche microlitique: Phonolites(50-60% en Si)
Sanidine
Néphéline + néoséane et haüyne
Pyroxène
• Suc du velay
• Téphrite,basanites
Roches à Feldspathoïdes
• Roche grenue : ijolite
• Pyroxène
• Néphéline ou leucite
• Roche microlitique: néphélinites ou leucitites
• Néphéline /leucite
• Pyroxène
F/ de la péridotite
•
•
•
•
Roche grenue :
Péridotites:Pyroxène +olivine
Lherzolites: péridotite normale du MS -> basalte par FP
Harzburgite: opx,olivine,spinelle (résidu de fusion de la
P)
Olivine serpentinisée
• Hornblendites,dunites
• Roche microlitique: limburgites,kiberlites
Les textures
• Grenue
-
Normale
Aplitique :mrx petits à peine visible à l’œil nu
Pegmatitique: dvp enormes de ts les mrx
Porphyroide : non homogène gros cristaux/petits
• Microgrenue: entièrement cristalisée mais mrx
non visible à l’œil nu
• Microlitique: plus entièrement cristallisée, pate
amorphe vitreuse
• Vitreuse: pas de cristaux
Le Magmatisme
• Les mrx qui cristallisent les 1ers : minéraux
basique (Ferromg) et dc qui fondent en
dernier
• Les mrx qui cristallisent les derniers :
quartz
• Tous les mg ont du Si02
Norme/Mode
• Mode: détermination des diff types de mrx
et leur % ds la roche peu précise
• Norme: analyse chimique de la roche
• Norme CIPW (calcul de la composition
minéralogique)
• Éléments majeurs /mineurs(par
substitutions ou incorporation passive)
Comment faire fondre une roche?
• décompresser les
péridotites dans la
branche "upwelling" des
convections mantelliques
!
• injecter de l'eau dans
l'asthénosphère audessus de la zone de
subduction
• Augmentation de la
température :
désintégration atomique,
courants de convection
Hydratation du Manteau
• Une autre manière de faire
fondre le manteau est
d'abaisser le point de fusion. Il
se trouve que l'eau agit
comme "fondant" qui permet
de baisser considérablement
la position du solidus (et du
liquidus) du manteau.
• Cette situation est importante
dans les zones de subduction,
où la plaque descendante
amène de l'eau à de grandes
profondeurs :
RECHAUFFEMENT
• la subduction rapide
d'une lithosphère
océanique chaude
(jeune, mince) peut
conduire à la fusion
de cette dernière par
ce phénomène
• La profondeur du point
d'intersection est
dépendante de :
• profondeur de départ
• vitesse de remontée
• volume du paquet
impliqué
Matériel : roche mère
Fusion partielle - viscosité du
magma
le magma n'est pas un liquide
simple mais un mélange de:
• cristaux et de liquide (> 5%
de volume )
la viscosité du magma est
dépendante de :
• pourcentage de cristaux
• température
• chimie du magma (teneur en
Si)
– olivine (péridotite) -> liquide
– "granite" -> visqueux,
"pateux"
La tomographie sismique
• Cette technique permet de "visualiser" les poches de
magma. En fait, c'est plutôt la modélisation des résultats,
du ralentissement des ondes simiques qui donne accès
à la température ainsi qu'au pourcentage estimé de
"melt". C'est surtout les ondes de cisaillement s qui sont
ralenties par la présence de fluide entre les cristaux ...
Qu'est-ce qui fait monter le magma jusqu'à la
surface de la terre ?
• la différence de densité entre magma et lithosphère susjacente !!
• Sur terre, les basaltes, avec leur viscosité faible, forment
facilement des filons en profondeur, ou des coulées de
grande étendue en surface
• Le magma granitique, plus visqueux, forme de
préférence des plutons en profondeur. Ce comportement
s'explique par un contraste de viscosité moindre entre le
magma et l'encaissant.
Diagramme à solution solide unique
•
Dans certains cas, comme par exemple Al-An, il n'y a pas de composé défini. Dans
ces cas-là, le diagramme binaire est très simple, comme illustré ci-dessous :
On a
• TA la température de fusion du corps pur An :1553°c;
• TB la température de fusion du corps pur Al:1220°c.
On définit :
• le liquidus : au-dessus de cette courbe, le produit est entièrement liquide (c'est la
courbe du haut) ; le liquidus définit la composition du liquide qui est à l'équilibre avec
un solide à une température donnée ;
• le solidus : en dessous de cette courbe, tout le produit est solide ; le solidus définit la
composition d'un solide qui est en équilibre avec un liquide à une température
donnée.
• Entre le liquidus et le solidus, on a un mélange solide-liquide. Ce diagramme permet
de prédire la manière dont va se passer une solidification (voir cet article)
Diagrammes de phase pour minéraux
non miscibles:
expliquent l'ordre de cristallisation à partir d'un « melt »
d'une certaine composition chimique...
Système Mg - Al :
(un pyroxène) Diopside - Anorthite (un plagioclase)
magma = liquide + cristaux ! mais "fondue" = melt = liquide
Liquidus : au-dessus de cette courbe, tout est fondu
solidus : au-dessous, tout est cristallisé
premiers cristaux formées, c'est une fonction de la
chimie, pas de la température :
•
•
1) anorthite pure se forme en premier
2) diopside pure se forme en premier
•
Avec le refroidissement, des cristaux purs se forment, et
par conséquent, la chimie du melt change - pour arriver
vers le :
point eutectique = T donnée, chimie donnée
a ce point, le reste du "melt" cristallise avec la formation
Simultanée de diopside et d'anorthite.
l'arrangement des cristaux entre eux reflète ces
événements; successifs. Les géologues (les
métallurgistes) apprennent à interpréter ces "textures".
Les systèmes binaires albite-orthose
•
•
Une variante de ce système est le mélange
albite-orthose.
Dans ce cas des échanges ont également lieu
entre solide et liquide résiduel, si bien qu'au point
M il se forme un seul minéral et non deux comme
dans le cas d'un eutectique ; on parle alors de
minimum thermique.
•
Outre la présence d'un liquidus et d'un solidus, il
apparait une nouvelle courbe: le solvus.
•
Dans ce cas, entre le point M et le point de
démixtion, la solution solide est complète
(minéraux rares : anordioses). Mais lorsque la
température décroit à nouveau, les 2 composants
(albite et orthose) se séparent et l'on obtient un
mélange hétérogène : les perthites.
•
Bien entendu le minéral, qui avait déjà cristallisé,
garde sa forme et c'est à l'intérieur du minéral
que les atomes constitutifs migrent.
Autres diagrammes:
Cristallisation
3 modes:
>>>>>>>>>>>>>>Mode 1<<<<<<<<<<<<<<<<<<
Magma basique
• éléments basiques Ca, Fe, Mg  % élevé, pauvre en Si
(-45%)
• Les premiers mnrx qui cristallisent sont des mnrx
basiques à hte temp de cristallisation
• Ts les cations basiques sont épuisés et consomment le
Si
• Le quartz ne peut pas apparaître
 Roches sous-sat en Si
Cristallisation
>>>>>>>>>>>Mode 2<<<<<<<<<<<<<<<
Magma intermédiaire
• Les minéraux basiques(pyr,amphiboles)
app à HT suivit par les mrx les+ acides à
BT (feld)
• Le Q n’apparaît pas ou en petite quantité
s’il reste du Si
 Eq en silice ( 45%)
Cristallisation
>>>>>>>>>>>Mode 3<<<<<<<<<<<<<<<<
Le magma acide
• Ca,Fe,Mg faible quantité dans mg riche en
Si et Al
• Mrx les+ acides restent (feld) car % élevé
en Si
• Q apparaît en gde qté car autres épuisés
(Na, Ca,Mg,Fe…)
Les différents types comment?
1) lors de la fusion, pas tous les minéraux du
manteau ne fondent
2) lors de la cristallisation  différenciation
• convection : brassage ->homogénéisation
• sédimentation par gravité ->différenciation
litage magmatique où les minéraux lourds, opaques
(chromite, magnétite, pyrite, ..) sont suivies par les silicates
successivement plus légérs : olivine, pyroxènes,
amphiboles, plagioclase
Série de Bowen
- une lignée
discontinue: olivine pyroxène amphibole - mica
- une lignée
continue:
plagioclase Caplagioclase Nafeldspath alcalinquartz
•
Les cristaux ne vont pas se former tous en même temps comme l'exprime la série de
Bowen.
•
Les premiers minéraux à cristalliser seront évidemment les minéraux de haute température,
olivine d'abord, pyroxènes et amphiboles ensuite.
•
Ces cristaux vont se former dans le magma et vont sédimenter vers la base de la chambre
magmatique pour former une roche riche en olivine, pyroxène et amphibole, une roche
ignée mafique, un gabbro par exemple (roche ignée "A" sur le schéma).
•
Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux; on aura donc un
magma de composition différente de sa composition initiale. Ce magma
aura une composition disons intermédiaire.
•
Si ce magma est introduit dans une chambre secondaire (schéma cidessus) et qu'il poursuit son refroidissement,
les premiers minéraux à cristalliser seront les amphiboles, les biotites,
le quartz et certains feldspaths plagioclases
 ce qui produira une roche ignée intermédiaire, une diorite par exemple
(roche ignée "B" sur le schéma).
 Si ce magma fait son chemin jusqu'à la surface, on aura des laves
andésitiques. Ainsi, à partir d'un magma de composition donnée, on peut
obtenir plus d'un type de roche ignée.
Composition des roches ignées
Classification
Si plus de 90% de FeMg
Pascal NOSS – Lycée Int. des Pontonniers - Strasbourg
Classification des roches magmatiques
Le diagramme de Streckeisen
Q
La classification du double triangle QAPF de
Streckeisen est basée sur la proportion des trois
minéraux leucocrates essentiels des roches
magmatiques :
A, les feldspaths alcalins (Na : albite et K : orthose),
P, les feldspaths calco-sodiques (plagioclases),
Q, le quartz pour les roches sur-saturées en silice ou F,
les feldspathoïdes pour les roches sous-saturées en
silice.
Les 2 triangles sont jointifs par la ligne A-P (feldspaths
alcalins - plagioclases).
Quartz (Q) et feldspathoïdes (F) se placent aux 2
sommets opposés : ainsi aucune roche ne peut contenir
l'association Q-F.
Chaque sommet correspond à 100 % du minéral
considéré. Le côté opposé au sommet correspond à 0 %
du minéral.
0 % de f. a.
100 % de quartz
0 % de plagio.
40 % de f. a.
4060
%%
dede
plagio.
quartz
80 % de f. a.
80
20%
%de
deplagio.
quartz
P
A
0 % de quartz
100 % de
felsdpaths
alcalins
100 % de
plagioclases
F
Classification des roches magmatiques
Identifier une roche magmatique dont la
composition minéralogique modale est connue
un exemple…
Q
20 %
1 : Texture grenue => plutonique
25 %
2 : Calcul de la proportion des minéraux A - P - Q ou F
A
55 %
Q : 25 %
Composition
minéralogique
A : 20 %
P : 55 %
Cette roche est une granodiorite.
F
P
60%
20%
Calcul ° d’acidité
• Rapport N20+K20 / SiO2
• % en SI
• +65% : acide
• +52-65% : intermédiaire
• 45-52% : basique
• 45% : basique
Calcul du ° d’alcanité
• Na+K > Al ( si Q)
• Na+ K > Si/3
= sur- saturée
• Na+K<Si/3
= sous saturée
les diagrammes de Harker:
Le domaine sub-alcalin =la série
Tholéiitique, la série calco
alcaline , la série transitionnelle
Le domaine alcalin = la
série alcaline et la série
shoshonitique.
Diagramme AFM
•
Les éléments compatibles sont
des éléments dont le coefficient
de partage K.D est > à 1 et qui ont
donc tendance à se concentrer
dans les solides
•
par exemple dans les minéraux
précoces d'une roche ignée; c'est
le cas de Ni, Co, Cr, V, Sc ... Ainsi
le Ni et le Co se concentrent dans
l'olivine, tandis que le Cr se
concentre dans les
clinopyroxènes.
•
Les liquides résiduels de type
granitique seront alors riches en
éléments incompatibles tandis que
les basaltes des dorsales seront
riches en éléments compatibles et
pauvres en éléments
incompatibles.
K.D = Concentration de l'élément
considéré dans le minéral considéré M /
Concentration de ce même élément dans
le magma en équilibre avec M
En résumé : les différentes
Origines des magmas
•
-
1.activité du manteau
Dorsale
Subduction
Point chaud
Rift
Lac de lave
• 2. les orogenèses
- Chaîne de collision période tardi-orogénique
- Chaîne de subduction
Magmas Mantelliques
•
•
•
•
à des températures supérieures à 11000 ou 1200°c
densité 3.1-3.2
Basaltes par fusion partielle
+ pauvre en Si que les basaltes
Quelle roche ? Plus particulièrement quelle péridotite?
Exp. de Ringwood: modèle « pyrolite » ,roche synthétique susceptible de représenter
le matériel mantéllique de départ ( ¾ péridotite appauvrie en éléments incompatibles
et ¼ basaltes tholéiitiques)  pyrolite ( pyx+olivine) très proche de la Lherzolite à
grenat ; peut donner d’autres type de basaltes. Correspond à un manteau sup déjà
évolué et non manteau terrestre primitif
Lherzolithe : fusion partielle de 25% : liquide basaltique Tholéiitique(1/4)
+ Et résidu : Harburgite(3/4) (opx,spinelle,olivine)(partie sommitale du manteau)
– en Ca,Na,K,Al,Ti, appauvrie en éléments imcompatibles)
Les conditions de fusion
• Conditions de pression et température (étude de nodules de
péridotites ramenés rapidement à la surface dans édifices
volcaniques+ données exp.)
– Dans conditions porches de la surfaces ( 25-30km) Al péridotite dans
plagio
– A plus hte pression spinelle
– 50-80km le grenat
– Péridotites sèches température de 1100°c ,liquidiuis 1800°c
 pb conditions non réunis sous continents ou océans, température de
fusion commençante non atteinte ms conditions de fonte de lherzolite à
grenat pr profondeur de 200km-80km (faible vitesse des ondes P)
•  modif du géotherme ou courbe du solidius
– Gradient géothermique élevé: point chaud
– Présence d’eau ( décale solidius)
– Décompréssion , le mat remonte à une vitesse suffisante pr ne pas
perdre de la chaleur par transfert avec l’encaissant plus froid
(décompression adiabatique) la fusion peut se fr à des profondeurs
faibles (20-30km) dans le domaine des péridotites à plagio
Évolution
• Fusion partielle d’un manteau lherzolitique 1er olivine riches en Mg,
plagio riches en CA + éléments compatibles ( Mg, Cr,Ni)
• MS résiduel appauvri en éléments incompatibles (Zr,P,Ti)
• Migration ( différence de densité 2.8 contre 3.3) dans des réservoirs
permanents ou temporaires  formation du plancher océanique
selon le type de dorsale.
• Différenciation par cristallisation fractionnée
- les 1ers minéraux s’accumulent au plancher des chambres mg
- Les liquides + ou – évolués
- s ’injectent en fillons au toit de la chambres et s’épanchent en
coulées basaltiques
- ou bien forment en profondeur des roches grenues de + en +
différenciées
Riches en
olivines, plagio
Ca et éléments
compatibles
Basaltes
tholéiitique Iaire
Magma
Tholéiitique
Iaire
Liquide + riches en
Si et
accessoirement en
alcalins et
concentration
éléments
incompatibles
Basaltes tholéiitique
différentiées
Cristallisation
fractionnée
Fusion partielle
cumulats
Lherzolites
Péridotite résiduelle
appauvrie
Magma tholéiitique
Les Tectonites péridotitiques
• Péridotites, roches pauvres en SI (- 45%) et riches en
Mg ( env 45% MgO)
• Roches ultrabasiques
• Stable pr des températures supérieurs à 900°c et des
pressions supérieurs à 5Kbar
• Fréquement serpentinisées, hydratation à basse
température ( 150-400°c)
• Harzburgites>lherzolites et dunnites
Dorsale type Atlantique= lente de 0,5 à 4cm/an, rift de
30km&profondeur de 2km, régime thermique --,
épaisseur++ FN ++
Réservoirs temporaires, bouillie de
cristaux  émissions de gabbros =
intrusions discontinues ac manteau
serpentinisé.mis à l’affleurement par
FN. Croûte mince , mais lithosp
épaisse( faible p°)
Dorsale type Pacifique= rapide sup à 5cm/an, vallée axiale
mal marquée ou abs, régime thermique ++, épaisseur
lithosphère --
T°
Activité mg ++, ondes - chambres mg ;
Poche de 4-5km, à 3km
sous plancher
Magmas alcalins
•
•
•
•
Origine:
Provient MI/MS ou limite Noyau/MI
Réservoirs vers 80-100km
Fusion à plus faible profondeur sous les
continents (100km) et à partir de panaches
mantelliques  magma de type basaltique
alcalin (OIB) et subit ds les chambres une
cristallisation importante  Mg ACIDE alimente
les le volcanisme ponctuel intraplaque
Magma Calco alcalin
• Profondeur 100km
• Solide initial ultra basique(péridotites
mantellique) ou basique (Co métamorphisée lors
de la subduction)
• Laves présentes un caractère hydraté:présence
d’H20 nécessaire à la fusion partielle
• Subissent des différenciations et évolution
importante car acides (ryolites,andésite, dacites)
+int
Evolution
1. Croûte océanique subductée + méta type éclogite/amphibolites
2. Déshydratation importante qui libère un fluide aqueux très minéralisé (dpd
age+sed)
3. Fluide transféré sous l’arc, modif compo chimique  fusion partielle des
péridotites  liquide basiques relativement hydratés (andésitiques ou
basaltiques) voire mm liquide acides)
4. Remonte dans la croûte et importantes modifs:
– Interactions ac l’encaissant mantélique et crustal
– Différenciation par cristallisation fractionnée
– Mélanges de magmas ( de la mm sources ou anatexie de la croute)
•
-
applicable:
Subduction plaque agée et épaisse ( pas trop froide pr subir une fusion
partielle)
- Subduction plaque jeune qui subit une fusion partielle suffisament chaude (
large chili)
Nb: adakites (roches int ou acides) TTG croute océanique subductée non
deshydratée.
Les différentes séries
•
1. La série tholéiitique est typique des zones de divergence (dorsales) mais aussi
zones intraplaques océaniques (points chauds) ou continentales
(trapps),zones de subduction (coté fosse),dans les bassins arrière-arc
(zone de subduction, coté externe).
•
2. La série calco-alcaline est caractéristique des zones de subduction. On peut
ajouter qu'elle constitue un excellent marqueur des zones de subduction
anciennes (île de Groix par exemple).
•
3. La série transitionnelle se rencontre dans les zones intraplaques continentales
et dans les cordillères des marges actives.
•
4. La série alcaline est typique des zones intraplaques continentales, mais on la
rencontre également dans les océans (cas particulier de certains points chauds
Açores ... ) et dans les cordillères des marges actives (Andes).
•
5. La série shoshonitique enfin se rencontre dans les cordillères des marges
actives, parfois dans les arcs insulaires.
Série tholéïitique
Province d’Islande
• Fort ° de fusion partielle : 25-30%
• Les Si 45+70% sursat
• Les plus pauvres en alcalins :subalcalins
Les roches de la série:
• Basiques: (gabbro) basaltes tholéiitique (48%)
(olvpyr(augite+non calcique);48-52%; Na2O+K2O<4%,magnétite, plagio an 90-75%)
• Intermédiaires : Andésites / Diorite
• Acides : Trachytes/Syénite voire Rhyolite/Granite sub-alcalins
Où?
+ trappes et rift
passifs
intracontinentaux
La série Calco-alcaline ou andésites
•
•
•
•
•
fusion partielle : 20-30%
Na2O+K2O/SiO2 + important
Na2O<<K2O
Sursat en Si ms – important que série tholéiitique
Alumine++
Les roches de la série:
• Basaltes
• Intermédiaires : Andésites/Diorite
• (52-62%;Macro: roche porphyriques,phénocristaux de plagio(+20%)
pyrx,amphibole, mica noir ; au Micro : microlithique, plagio zonés,
olivine abs svt ou transfo en pyr, pyr: augite et hypersthène, biotite et
hornblende: mrx hydroxylés  forte pression H20 ms temp - élevée)/
• Acides : Trachytes/Syénite voire Rhyolite/Granite sub-alcalins
Interaction avec le manteaulithosphère
libération d’eau+ apport de sédiment
Où?
L.J: subduction forcée mais fusion
directe,libé de mg silicatés qui
peuvent interagirent avec le manteau,
anomalie // L.V : subduction spontanée: fusion
à forte profondeur, riches en éléments
incompatibles
Série alcaline
•
•
•
•
fusion partielle : 5-10%
Na2O+K2O/SiO2 très important
Sous saturation en Si ms – important que série tholéiitique
Olivine,feldspathoides,cpx
• Les roches de la série:
• Intermédiaires alcaline : basaltes alcalins;(sans feldspathoides)
basinite( à feldspathoides) hawaites,mugéarites,benmoreites
tachyte andésite,ryolite,
• Fortement alcaline : néphélinites (feldspathoides+++)
phonolite,téphrites
Où?
+dom continental
stable
Les granitoïdes