Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.
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Chapitre 2: Classification des roches magmatiques
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Classification génétique-Contexte tectonique
Texture (taux de refroidissement) Minéralogie réelle (mode) et virtuelle
(norme) Composition chimique
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Classification génétique◦ Association avec des cadres tectoniques
Rides océaniques-MORB Marges convergentes-IAB Points chauds-OIB
◦ Correspond à différents réservoirs magmatiques et dynamiques du manteau
◦ Basée sur les éléments en trace et isotopes radiogéniques
OIB
MORBIAB
Winter; http://www.whitman.edu/geology/winter/
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Texture (taux de refroidissement)◦ Roches plutonique: texture grenue◦ Roche volcanique: texture vitreuse ou
porphyrique
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http://www.geocities.com/CollegePark/Classroom/2937/Textures_ignees.html
Texture porphyrique Texture vitreuse
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Texture grenue
Granite 1 : Quartz - 2 : Biotite - 3 : Plagioclase - 4 : Orthose
http://les.mineraux.free.fr/dossier-mineralo/textures/photos/grenue.JPG
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Minéralogie◦ Pourcentage des phases minéralogiques = composition
modale◦ Composition chimique des minéraux déterminée à la
microsonde Zonations Relations de réaction (déséquilibre) Permet estimations thermo-barométriques et conditions
physico-chimiques de lors de la cristallisation◦ Morphologie
•Phase minéralogique non homogène•Pourcentage poids ≠ pourcentage volume•Difficile de déterminer les proportions des phases mineures•Mode surtout utile pour les roches plutoniques
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Figure 2-1a. Method #1 for plotting a point with the components: 70% X, 20% Y, and 10% Z on triangular diagrams. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, John Winter, Prentice Hall.
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Figure 2-1b. Method #2 for plotting a point with the components: 70% X, 20% Y, and 10% Z on triangular diagrams. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, John Winter, Prentice Hall.
100 x Y/ (Y+Z)=67%
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Caractéristiques◦ Minéraux ferromagnésiens (>90%) ± feldspath et
quartz◦ Rapport élevé Mg/(Mg+Fe)
Contexte◦ Roches du manteau: très riches en olivine◦ Cumulats
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Roches plutoniques◦ Péridotite: olivine + pyroxène◦ Lherzolite: olivine + diopside + enstatite◦ Harzburgite: olivine + enstatite◦ Wehrlite: olivine + diopside◦ Websterite: enstatite + diopside◦ Clinopyroxenite, orthopyroxenite, hornblendite,
dunite. Roches volcaniques
◦ Komatiites
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http://www.uwgb.edu/DutchS/GRAPHIC0/ROCKMIN/Ig-Rocks/Igclas3.gif
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Caractéristiques◦ Plagioclases riches en anorthite +
ferromagnésiens ± micas ±amphiboles (rarement qz et feldspatoïds)
Roches plutoniques◦ Gabbros, troctolites, norites
Roches volcaniques◦ basaltes
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Gabbro: plagioclase + augite Gabbro à olivine: plagioclase + augite +
olivine Norite: plagioclase + orthopyroxène Troctolite: plagioclase + olivine
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http://www-odp.tamu.edu/publications/195_IR/chap_02/c2_f7.htm
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Figure 2-2. A classification of the phaneritic igneous rocks. a. Phaneritic rocks with more than 10% (quartz + feldspar + feldspathoids). After IUGS.
(a)The rock must contain a total ofat least 10% of the minerals below.
Renormalize to 100%
Quartz-richGranitoid
9090
6060
2020Alkali Fs.Quartz Syenite Quartz
SyeniteQuartz
MonzoniteQuartz
Monzodiorite
Syenite Monzonite Monzodiorite(Foid)-bearing
Syenite
5
10 35 65
(Foid)-bearingMonzonite
(Foid)-bearingMonzodiorite
90
Alkali Fs.Syenite
(Foid)-bearingAlkali Fs. Syenite
10
(Foid)Monzosyenite
(Foid) Syenite
(Foid)Monzodiorite
(Foi
d) G
abbr
o
Qtz. Diorite/Qtz. Gabbro
5
10
Diorite/Gabbro/Anorthosite
(Foid)-bearingDiorite/Gabbro
60
(Foid)olites
Quartzolite
Granite Grano-diorite
Tonalite
Alka
li Feld
spar
Gra
nite
Q
A P
F
60
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Basée sur le double triangle de Steckheisen
Ferromagnésiens variables◦ 50% dans gabbros◦ 1-15% dans les syénites alcalines
Plagioclases◦ Magmas mafiques: plag riches en
Ca (Anorthite)◦ Granites: plag riches en Na (Albite)
Felspaths alcalins◦ HT: roche volcaniques: sanidine ou
anorthose monoclinique◦ LT: roches plutoniques: orthose ou
microcline
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Figure 2-3. A classification and nomenclature of volcanic rocks. After IUGS.
(foid)-bearing Trachyte
(foid)-bearing Latite
(foid)-bearing Andesite/Basalt
(Foid)ites
10
60 60
35 65
10
20 20
60 60
F
A P
Q
Rhyolite Dacite
Trachyte Latite Andesite/Basalt
Phonolite Tephrite
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Conversion de la proportion d’oxydes en minéralogie normative virtuelle
On détermine un assemblage théorique de minéraux standards anhydres
Permet de comparer des roches avec des histoires (taux de refroidissement →textures) différentes
Permet de comparer des roches hydratées avec des roches anhydres
Permet de faire abstraction des solutions solides
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On recalcule la composition chimique sans l’eau et sans certains éléments mineurs
On utilise des proportions moléculaires plutôt que des poids
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Détermination de la saturation en silice◦ La silice est utilisée pour faire du:
1. Feldspath: NaAlSi3O8
2. Pyroxène: 2(Mg,Fe)SiO3
3. Quartz: SiO2
S’il n’y a pas assez de silice pour faire des pyroxène, on fait de l’olivine◦ (Mg,Fe) 2SiO4 +SiO2 =2(Mg,Fe)SiO3
Si un déficit en silice subsiste, on fait de la néphéline à la place du feldspath◦ NaAl 2SiO4 +2SiO2 =NaAlSi3O8
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Détermination de la saturation en silice◦ Roche sur-saturée en silice:
Contient du Qtz normatif◦ Roche saturée en silice
Contient Hy, mais ni Qtz , ni Ne, ni Ol◦ Roche sous-saturée en silice
Contient Ol et peut contenir Ne
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Détermination de la saturation en aluminium Indice de saturation en aluminium:
Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)◦ Roche sur-saturée en Al; peralumineuse:
Contient du Corindon normatif◦ Roche sous-saturée en Al; métalumineuse:
Contient de l’anorthite et du diopside ou de la Wollastonite normatifs
Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)>1◦ Roche sous-saturée en Al; peralcaline:
Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)<1 Contient de l’aegyrine normative mais pas d’anorthite
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Plan Fo-Di-Ab: partage entre magma saturés en silice (série tholéitique) et magma sous-saturés (série alcaline)
Forstérite Mg2SiO4; Diopside CaMgSi2O6; Albite: NaAlSi3O8
Winter course
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4 systèmes ternaires:1.Di-Ne-SiO2
2.Ab-Ne-SiO2
3.Fo-Ne-SiO2
4.Fa-Ne-SiO2
3 volumes normatifs:1.Basaltes alcalins2.Basaltes tholéiitiques à olivine3.Basalte tholéiitique à quartz
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•Ride océanique: tholéiites à olivine•Subduction: tholéiites à olivine et à quartz•Intraplaque: très varié: tholéiitique à olivine et à quartz et sous-saturés
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Composition chimique globale◦ Roche réduite en poudre avant d’être analysée◦ Eléments majeurs exprimés sous forme de
pourcentage d’oxydes ◦ Eléments en trace exprimés en ppm
•Hétérogénéité•Représentativité
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Fitton and Dunlop, 1985
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http://www.uwgb.edu/DutchS/GRAPHIC0/ROCKMIN/Ig-Rocks/LeMaitrePlot.gif
•Na2O+K2O vs SiO2 en % poids•Distinction entre roches alcaline et subalcaline
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Alkali vs. Silica diagram for Hawaiian volcanics:Alkali vs. Silica diagram for Hawaiian volcanics:Seems to be two distinct groupings: Seems to be two distinct groupings: alkalinealkaline and and subalkalinesubalkaline
Figure 8-11. Total alkalis vs. silica
diagram for the alkaline and sub-alkaline rocks
of Hawaii. After MacDonald (1968).
GSA Memoir 116
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F
A M
Calc-alkaline
T
ho leiitic
Diagramme AFM :Diagramme AFM : subdivision de la série subalcaline subdivision de la série subalcaline en une série en une série tholeiitiquetholeiitique et une série et une série calc-alcalinecalc-alcaline
Figure 8-14. AFM diagram showing the distinction between selected tholeiitic rocks from Iceland, the Mid-Atlantic Ridge, the Columbia River Basalts, and Hawaii (solid circles) plus the calc-alkaline rocks of the Cascade volcanics (open circles). From Irving and Baragar (1971). After Irvine and Baragar (1971). Can. J. Earth Sci., 8, 523-548.
D’après Winter
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D’a
près
Win
ter
![Page 33: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061403/551d9db5497959293b8d9f50/html5/thumbnails/33.jpg)
Figure 18-2. Alumina saturation classes based on the molar proportions of Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) (“A/CNK”) after Shand
(1927). Common non-quartzo-feldspathic minerals for each type are included. After Clarke (1992). Granitoid Rocks. Chapman Hall.
D’a
près
Win
ter
![Page 34: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061403/551d9db5497959293b8d9f50/html5/thumbnails/34.jpg)
CharacteristicSeries Convergent Divergent Oceanic ContinentalAlkaline yes yes yesTholeiitic yes yes yes yesCalc-alkaline yes
Plate Margin Within Plate
After Wilson (1989). Igneous Petrogenesis. Unwin Hyman - Kluwer
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Diagrammes Diagrammes BivariésBivariés
(x-y)(x-y)
HarkerHarkerdiagram diagram
forforCraterCraterLakeLake
Figure 8-2. Harker variation diagram for 310 analyzed volcanic rocks from Crater Lake (Mt. Mazama), Oregon Cascades. Data compiled by Rick Conrey (personal communication).
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HarkerHarkerdiagram diagram
forforCraterCraterLakeLake
Figure 8-2. Harker variation diagram for 310 analyzed volcanic rocks from Crater Lake (Mt. Mazama), Oregon Cascades. Data compiled by Rick Conrey (personal communication).
Diagrammes Diagrammes BivariésBivariés
(x-y)(x-y)