Chapitre 1 Les modes d`expression des magmas
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Partie IA - -Le Géologie Partie 4 - Le magmatisme Chapitre 1 Les modes d’expression des magmas Répartition mondiale des séismes et volcans actifs 2 Carte mondiale du flux géothermique Une assez bonne superposition avec les régions volcaniques 3 1. Les roches magmatiques, des roches riches en informations 4 Une texture isotrope ✭ Texture = arrangement des cristaux entre eux basalte demi-deuil avec de grands cristaux de plagioclases et augite dans toutes les directions lithotheque.ens-lyon.fr minéral = composé de nature chimique donnée : orthose = Si2Al2O8K cristal = arrangement cristallin d’un minéral qui s’est formé lentement et dont les atomes se sont disposés de façon géométrique. 5 Différentes textures des roches magmatiques ✭ Texture = arrangement des cristaux entre eux (Caron J.M. et Coll. “ Comprendre et enseigner la planète Terre ”, Ophrys Ed.) La texture de la roche dépend : - de la vitesse de refroidissement du magma - du volume de magma 6 Roche grenue dessin F. Celle quartz orthose biotite feldspath alcalin 7 Diversité texturale des roches grenues photo C. Escuyer qz Fd Mus geowiki.f r granite des Cévennes texture pegmatitique texture porphyroïde uniquement des gros cristaux de gros cristaux parmi de plus petits 8 Diversité texturale des roches grenues microgranite texture microgrenue Tous les cristaux sont < 1 mm 2 mm texture aplitique filon aplitique dans un granodiorite de tous petits cristaux 9 f r.wikipedia.org Roches microlithiques (= microlitiques) Lame mince de trachyte ✭ dessin F. Celle phénocristal microlite pâte = mésostase verre 0,5 mm photo C. Nicollet 10 D’autres textures volcaniques texture acristalline texture pyroclastique obsidienne cinérite (du latin cinis, cendres) cendres accumulées avec des pierres ponces blanches intégérées planet-terre.ens-lyon.fr texture microlitique avec bulles pierre ponce 11 Bilan sur les textures roche plutonique roche volcanique volcanogeol.com 12 Bilan sur les textures Roches volcaniques Volcan + coulées Refroidissement rapide => croissance des cristaux limitée Surface Roches filoniennes Refroidissement semi-rapide Semi profond Filons TEXTURES Roches plutoniques Profond Pluton Refroidissement lent => croissance des cristaux 13 Couleur de la roche et composition en silice 100 78 acide 65 intermédiaire basique ultra-basique ✭ 52 Trachyte (Puy de dôme) valeurs observées 45 35 Basalte % SiO2 geolalg.com 14 La composition modale Détermination du volume de chaque type de minéral Quartz Feldspath alcalin Plagioclase Mica 25 % 45 % 20 % 10 % 15 La composition normative (CIPW) 1) On détermine la composition en oxydes de la roche (% pondéral) 2) On distribue les éléments chimiques entre minéraux standards selon une procédure de calcul stricte. Exemple d’une rhyolite 16 http://www.geolalg.com/chabou/cours4.pdf Composition normative Composition minéralogique modale Composition minéralogique virtuelle (%) (norme) (%) Phénocristaux Dont : Feldspath (Na-K) Pyroxène Quartz Microlithes Dont : Feldspath (Na-K) Pyroxène Opaques Quartz 7,8 Quartz Orthose Albite Anorthite Diopside Hypersthène Magnétite Ilménite Apatite 6,6 0,2 1 92,2 74,2 13,0 3,5 1,5 2,42 24,56 53,83 7,42 3,56 0,29 6,17 1,52 0,24 Compositions modale et normative d’une roche échantillonnée au Piton des Neiges (Caron J.M. et Coll. “ Comprendre et enseigner la planète Terre ”, Ophrys Ed.) (la Réunion). 17 Classification de Streckeisen 18 crpg.cnrs-nancy.fr Classification QAP Classification modale des roches magmatiques en gras : roche plutonique roche au programme 19 Focus : les feldspaths pour les pros Feldspath = tectosilicate dont la structure cristalline est basée sur le modèle du quartz SiO2. Le silicium Si4+ peut être substitué par de l’aluminium Al3+. • Une substitution : Si3AlO8Charge compensée par un Na+ (albite Si3AlO8Na) ou un K+ (orthose Si3AlO8K). Ces deux minéraux alcalins sont peu miscibles. Le feldspath alcalin de base est l’orthose Si3AlO8K. • Deux substitutions : Si2Al2O82Charges compensées par un Ca2+ (Si2Al2O8Ca). Na+ et Ca2+ ont à peu près le même diamètre donc sont miscibles => minéral = plagioclase. • Nombreuses substitutions : feldspathoïdes (hors programme) 20 Focus : les feldspaths pour les pros lins Orthose Si3AlO8K lca pôle A ≈ orthose + albite fel d sp ath sa pôle P ≈ anorthite > An10 Albite Si3AlO8Na plagioclases 21 Anorthite Si2Al2O8Ca quickiwiki.com Méthode : quel feldspath utiliser ? Méthode rigoureuse Dans le diagramme QAP ou le diagramme de Streckeisen, on doit utiliser selon l’IUGS (2002) en toute rigueur : la variable T qui dépend de la composition relative des trois espèces chimiques de feldspaths selon la relation : # # T = (orthose + albite + anorthite) / (orthose + anorthite) puis on détermine la proportion de# Feldspath alcalin = orthose x T # # # # # Plagioclases = anorthite x T Méthode simple et approximativement juste dans le diagramme QAP ou le diagramme de Streckeisen, on utilise la composition modale en appliquant : - au pôle A : feldspaths alcalins ≈ orthose + albite - au pôle P : anorthite 22 Pour les roches ultra-basiques olivine Péridotites Pyroxénites orthopyroxène clinopyroxène 23 www4.ac-nancy-metz.fr Exemple d’utilisation de Streckeisen Exemple : roche plutonique de composition modale Quartz Feldspath alcalin Plagioclase Mica 25 % 45 % 20 % 10 % 22,2 % Plagioclase Les % sont recalculés avec uniquement Qz, F et P Quartz Feldspath alcalin Plagioclase 27,8 % 50 % 22,2 % 50 % FNa,K 27,8 % Quartz La roche est un granite 24 Diagramme TAS des roches volcaniques Utilisation de la composition en oxydes (% pondéral) roche ultra-basique TAS = Total Alkali Silicate roche basique roche intermédiaire 25 roche acide geowiki.fr Détail des zones intermédiaires 26 alexstrekeisen.it Méthode : identifier une roche magmatique Pour les roches plutoniques, préférer l’utilisation de la classification de Streckeisen (ou QAP) avec la composition modale de la roche. Pour les roches volcaniques, préférer l’utilisation du diagramme TAS avec la composition chimique en oxydes de la roche. 27 Le cycle des roches 28 geologues-prospecteurs.fr
