Fusion partielle et cristallisation.

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1 Fusion partielle et cristallisation.

2 L’éruption de Grande Ronde
Les éruptions volcaniques produisent de très grandes quantités de lave L’éruption de Grande Ronde

3 Courbe de fusion du manteau (péridotites)
Grenat LIQUIDE Profondeur (km) SOLIDE Note: the mantle will not melt under normal ocean geotherm!

4 LA TERRE N’EST PAS EN FUSION

5 Donc, pour fondre les roches, il faut : soit changer la température
soit changer le solidus (point de fusion)

6 LA TERRE N’EST PAS EN FUSION

7 Lors de la montée : décompression

8

9

10 Lors de la descente : Fusion par hydratation

11 + 3 Ga Aujourd’hui - 3 Ga La fusion s’arrêtera dans quelques milliards d’années

12 Komatites à texture spinifex.

13 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.

14 1. Dorsales 2. Zones de subduction 3. Extension 4. Points chauds

15 Panache (Hawaii, La Réunion) Subduction (Andes) Subduction (Japon) Extension (Rhin, rift Est-Africain) Dorsale océanique

16 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

17 Basaltes très alcalins (riche en Na2O et K2O)

18 Et demain ? Basaltes alcalins ?

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20 Réservoir Dyke Source

21 Caldera = effondrement du toît du réservoir

22 ET LA COMPOSITION DES 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 produisent sur un intervalle de température

23 Observation directe : lac de lave
Erta Alé 2004

24 Lac de lave de Makaopuhi (Hawaii)
Echantillons prélevés à différentes profondeurs, avec des températures différentes. Verre Verre Verre = magma liquide

25 De moins en moins de verre
Olivine decreases Color of glass changes- change composition De moins en moins de verre

26 Pourcentage de verre (magma)
100 90 70 60 50 40 30 20 10 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 Temperature oc 80 > 200 oC range for liquid -> solid Pourcentage de verre (magma)

27 Les minéraux qui se forment à partir du basalte de Makaopuhi
1250 1200 1150 1100 1050 1000 950 10 20 30 40 50 Liquidus Solidus Olivine Clinopyroxene Plagioclase Opaque Temperature oC L’olivine est résorbée en dessous de 1175oC

28 Cristallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression)

29 Cristallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît.

30 Crystallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. 3. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre.

31 Crystallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux changent de composition avec la température.

32 Crystallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux changent de composition avec la température. 5. La composition du magma (du liquide) change aussi.

33 Crystallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux changent de composition avec la température. 5. La composition du magma (du liquide) change aussi. 6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition initiale du magma.

34 Crystallisation d’un magma
1. Passage de liquide à solide sur un intervalle de température (et de pression) 2. Plusieurs minéraux différents apparaissent, et leur nombre s’accroît lorsque la température décroît. Les minéraux apparaissent dans un certain ordre. Les minéraux changent de composition avec la température. 5. La composition du magma (du liquide) change aussi. 6. Les minéraux dépendent de la température et de la composition initiale du magma. La pression affecte les types de minéraux et la séquence.

35 Le système Anorthite-Albite

36 1557 Liquide Liquide+Plagss Plagss 1110 Ab An Oligoclase Andesine
Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

37 1557 Liquide Liquide+Plagss Plagss 1110 Ab An X1 Pl2 L2 64% An 36% Ab
Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

38 1557 Liquide Plagss 1110 Ab An Liquide+Plagss X1 L2 X2 L3 Pl3 X3
Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

39 1557 Liquide Plagss 1110 Ab An Liquide+Plagss X1 L2 L3 L4 Pl4 X4
Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

40 1557 Liquide Plagss 1110 Ab An Liquide+Plagss X1 L2 L3 L4 L5 Pl5 X5
Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8

41 1557 Liquide Plagss 1110 Ab An Liquide+Plagss Pl2 L2 L3 Pl3 Pl4 L4 L5
58.3% Sol. 41.6% Liq Pl4 83.3% Sol. 16.6 % Liq L4 100% Sol. L5 Pl5 Liquide+Plagss Plagss 1110 Ab Oligoclase Andesine Labradorite Bytownite An NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8