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Formation des magmas dans 2 contextes géologiques différents
Contexte convergent
Collision
Magmatisme alumineux : résultat de la fusion crustale
Relation entre la formation de granites et la collision continentale
Muscovite = richesse en aluminium du magma et donc de la roche source
Anatexie crustale =
la croûte continentale seule subie la fusion partielle lors de la collision (il n'y a aucune participation du manteau)
Granite : roche homogène (quartz, feldspath, biotite et muscovite)
Relaxation thermique suite à un enfouissement
Forte augmentation de pression + faible augmentation de température (les roches n'ont pas le temps de se réchauffer
Rééquilibrage isostatique entraîne une légère remontée de l'unité enfouie
Diminution de la pression + augmentation de la température
Chevauchement --> unité chevauchée enfouie
Relaxation thermique =
les roches se refroidissent tardivement lors de la remontée de l'unité enfouie
Hydratation d'une unité chevauchante (effet "fer à repasser")
Mise en contact de l'unité supérieure "chaude" avec une unité inférieure "froide" => transfert de chaleur du haut vers le bas
Augmentation de température => déshydratation de l'unité inférieure
Transmission de l'eau par percolation à l'unité supérieure => diminution de la température de fusion de l'unité supérieure
Décompression adiabatique lors d'une exhumation
Convergence accompagnée par l'exhumation de certaines unités par le jeu de faille
Fonctionnement synchrone d'un chevauchement + faille normale => remontée de la portion de croûte limitée par les 2 failles
Exhumation suffisamment rapide --> les roches n'ont pas le temps de se refroidir => décompression sans perte de chaleur (adiabatique) ==> fusion de la croûte continentale
Subduction
Le manteau à l'aplomb de l'arc : une roche source également hydratée
Observation d'enclaves de péridotite présentes dans les roches volcaniques
Analyse microscopique : présence de minéraux hydroxylés (micas, amphiboles, serpentinites)
=> Manteau hydraté en zone de subduction = caractéristique fondamentale dans le déclenchement de la fusion des péridotites mantelliques
Eau = pouvoir magmatogène (abaissant la température de fusion du manteau)
Magmatisme calco-alcalin
Volcanisme explosif + plutonisme abondant
Les roches magmatiques de subduction : des indices d'un magma hydraté
Analyse minéralogique des roches magmatiques d'arc : richesse en biotite et amphiboles --> richesse en eau des roches car minéraux hydroxylés
Domaine subalcalin du diagramme TAS (montrant les teneurs relatives alcalins/silices)
Diagramme AFM : faible teneur en fer
H2O
Abondante dans le magma
Se dissocie en perdant H2 => O2, moins mobile, reste dans le magma et favorise la cristallisation précoce d'oxydes de fer => appauvrissement en fer du magma résiduel
Contexte divergent
Dorsales
La croûte océanique : une enveloppe d'origine magmatique
Dorsales océaniques = siège d'une activité magmatique dont l'expression
Basaltes de type MORB
Caractéristiques : forme en coussin ou en traversin --> refroidissement au contact de l'eau
Structure profonde de la lithosphère océanique
Variation des vitesses sismiques avec la profondeur
Observations directes au niveau des failles transformations
Forages --> caractérisation des roches
Ophiolites =
portion de la lithosphère océanique charriée sur le continent
Un magmatisme tholéiitique
Roches magmatiques : basaltes, dolérites et gabbros
Remontée du manteau asthénosphérique chaud
Remontée rapide --> décompression adiabatique, c'est-à-dire décompression sans perte de chaleur
Remontée lente --> décompression non adiabatique, c'est-à-dire décompression avec perte de chaleur pour la péridotite
Rifts continentaux
Le magmatisme : une conséquence de l'amincissement de la lithosphère
Principaux volcans : émission de laves alcalines
Fusion partielle du manteau dans de faibles proportions : 5 à 10 %
Zone de rifting : lieu d'une importante activité volanique
Relation entre extension continentale et fusion partielle du manteau
Fusion partielle permise par une perturbation thermodynamique ou/et chimique
Remontée du manteau asthénosphérique chaud => amincissement de la lithosphère
Décompression des péridotites sans perte de chaleur (adiabatique) responsable de la fusion partielle du manteau
Fusion à 100 km
Tomographie sismique --> cette remontée s'enracine à la limite du manteau - noyau (2900 km) => panache mantellique à la base de la lithosphère
Magmatisme de type point chaud : 2 mécanismes
Décompression adiabatique du panache asthénosphérique
Augmentation de la température à la base du manteau lithosphérique
Plan
Mécanisme de mise en place du magma
Hydratation + remontée adiabatique
Hétérogénéité dans la mise en placedes roches
Différents granites + contamination et différenciation magmatique + différentes péridotites
I. Composition de la croûte océanique et de la croûte continentale
Roches différentes
Ages différents