Fusion partielle et cristallisation.

L’éruption de Grande Ronde

Les éruptions volcaniques produisent de très grandes quantités de laveLes éruptions volcaniques produisent de très grandes quantités de lave

Courbe de fusion du manteau(péridotites)

Pro

fond

eur

(km

)LIQUIDE

SOLIDE

Grenat

LA TERRE N’EST PAS EN FUSION

Donc, pour fondre les roches, il faut :

soit changer la température

soit changer le solidus (point de fusion)

LA TERRE N’EST PAS EN FUSION

Lors de la montée : décompression

Lors de la descente :Fusion par hydratation

- 3 Ga

Aujourd’hui

+ 3 G

aLa fusion s’arrêtera dans quelques milliards d’années

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)

sont requis pour visionner cette image.

Komatites à texture spinifex.

Il y a de 3 à 3,6 milliards d’années, à l'Archéen, la formation Komati s'est mise en place. Elle consiste en une alternance d'épanchement de laves appelées komatiites et de coulées de basaltes komatiiques en forme de coussins (pillow basaltes, s’alternant fréquemment). Les pillows dans les basaltes komatiiques ont permis de comprendre que la production des komatiites était effusive en milieu sous-marin. Depuis cette époque, la Terre n'a pas produit de komatiites, sauf exceptionnellement (il y a 88 Ma sur l'île de Gorgone en Colombie). Les komatiites sont des laves singulièrement fluides et extrêmement chaudes, produites lors d'éruptions volumineuses. Ce sont des magmas basiques et ultra-basiques très riches en olivine. Leur composition est unique car ils contiennent de 18 à 35% en poids d'oxyde de magnésium (MgO), alors que les basaltes classiques en contiennent moins de 10%.Leur température d'émission très élevée, estimée à entre 1400 et 1700˚C en font les laves les plus chaudes qu'ait produit la Terre.

1. Dorsales 2. Zones de subduction3. Extension 4. Points chauds

Dorsaleocéanique

Subduction(Andes)

Extension(Rhin, rift

Est-Africain)

Panache(Hawaii,La Réunion)

Subduction(Japon)

Lors de sa formation, la Terre a accumulé un potentiel thermique :

- chaleur résiduelle d’accrétion, - chaleur libérée par la différenciation noyau-manteau, - chaleur due à la désintégration des isotopes radioactifs.

Komatites

Basaltes

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)

sont requis pour visionner cette image.

Basaltes très alcalins (riche en Na2O et K2O)

Basaltes alcalins ?

Et demain ?

Source

Dyke

Réservoir

Caldera = effondrement du toît du réservoir

ET LA COMPOSITIONDES MAGMAS ?

Magma = mélange d’oxydes(SiO2, MgO, FeO, Al2O3, CaO, etc…)

Ce n’est pas un corps pur:* solide et liquide diffèrent

* fusion et cristallisation se produisentsur un intervalle de température

Observation directe : lac de lave

Erta Alé 2004

Lac de lave de Makaopuhi (Hawaii)Lac de lave de Makaopuhi (Hawaii)

Echantillons prélevés à différentes profondeurs,Echantillons prélevés à différentes profondeurs,

avec des températures différentes. avec des températures différentes.

Verre

Verre

Verre = magma liquide

De moins en moins de verre

10090706050403020100900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250T

empe

ratu

re o c

80

Pourcentage de verre (magma)

Les minéraux qui se forment à partir du basalte de Les minéraux qui se forment à partir du basalte de MakaopuhiMakaopuhi

1250

1200

1150

1100

1050

1000

9500 0 0 010 10 20 10 102030 40 3050 40 50

Liquidus

Solidus

Olivine Clinopyroxene Plagioclase OpaqueT

emp

erat

ure

oC

L’olivine est résorbée en dessous de 1175oC

Cristallisation d’un magmaCristallisation d’un magma1. Passage de liquide à solide 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de sur un intervalle de température (et de

pression)pression)

Cristallisation d’un magmaCristallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. 2. Plusieurs minéraux différents apparaissentPlusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît , et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. lorsque la température décroît.

Crystallisation d’un magmaCrystallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.lorsque la température décroît.

3. Les minéraux apparaissent dans 3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.un certain ordre.

Crystallisation d’un magmaCrystallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.lorsque la température décroît.

3.3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.

4.4. Les minéraux Les minéraux changent de composition avec la température.changent de composition avec la température.

Crystallisation d’un magmaCrystallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.lorsque la température décroît.

3.3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.

4.4. Les minéraux changent de composition avec la température.Les minéraux changent de composition avec la température.

5. La 5. La composition du magmacomposition du magma (du liquide) change aussi. (du liquide) change aussi.

Crystallisation d’un magmaCrystallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.lorsque la température décroît.

3.3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.

4.4. Les minéraux changent de composition avec la température.Les minéraux changent de composition avec la température.

5. La composition du magma (du liquide) change aussi. 5. La composition du magma (du liquide) change aussi.

6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition 6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition initiale du magma.initiale du magma.

Crystallisation d’un magmaCrystallisation d’un magma1. 1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de

pression)

2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.lorsque la température décroît.

3.3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.

4.4. Les minéraux changent de composition avec la température.Les minéraux changent de composition avec la température.

5. La composition du magma (du liquide) change aussi. 5. La composition du magma (du liquide) change aussi.

6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition 6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition initiale du magma.initiale du magma.

7.7. La pression affecte les types de minéraux et la séquence. La pression affecte les types de minéraux et la séquence.

Le système Anorthite-Albite

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss

Plagss

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss

Plagss

X1

Pl2L2

92% An 8% Ab

64% An 36% Ab

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss Plagss

X1

X2

L2

L3

Pl3X3

35% An 65% Ab

19% Ab81% An

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss

Plagss

X1

L2

L3

L4 Pl4X4

72% An 28% Ab

23% An 77% Ab

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss

Plagss

X1

L2

L3

L4

L5

Pl5X5

35% Ab65% An

82% Ab18% An

Ab AnNaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite

1557

1110

Liquide

Liquide+Plagss

Plagss

Pl2L2

L3

L4

L5

Pl3

Pl4

Pl5

100% Liq

41.6% Liq58.3% Sol.

83.3% Sol. 16.6 % Liq

100% Sol.