Top Banner
Chapitre 2: Classification des roches magmatiques
36

Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Apr 04, 2015

Download

Documents

Diodore Pernot
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Chapitre 2: Classification des roches magmatiques

Page 2: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Classification génétique-Contexte tectonique

Texture (taux de refroidissement) Minéralogie réelle (mode) et virtuelle

(norme) Composition chimique

Page 3: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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/

Page 4: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Texture (taux de refroidissement)◦ Roches plutonique: texture grenue◦ Roche volcanique: texture vitreuse ou

porphyrique

Page 5: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

http://www.geocities.com/CollegePark/Classroom/2937/Textures_ignees.html

Texture porphyrique Texture vitreuse

Page 6: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Texture grenue

Granite 1 : Quartz - 2 : Biotite - 3 : Plagioclase - 4 : Orthose

http://les.mineraux.free.fr/dossier-mineralo/textures/photos/grenue.JPG

Page 7: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 8: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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.

Page 9: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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%

Page 10: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Caractéristiques◦ Minéraux ferromagnésiens (>90%) ± feldspath et

quartz◦ Rapport élevé Mg/(Mg+Fe)

Contexte◦ Roches du manteau: très riches en olivine◦ Cumulats

Page 11: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 12: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

http://www.uwgb.edu/DutchS/GRAPHIC0/ROCKMIN/Ig-Rocks/Igclas3.gif

Page 13: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Caractéristiques◦ Plagioclases riches en anorthite +

ferromagnésiens ± micas ±amphiboles (rarement qz et feldspatoïds)

Roches plutoniques◦ Gabbros, troctolites, norites

Roches volcaniques◦ basaltes

Page 14: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Gabbro: plagioclase + augite Gabbro à olivine: plagioclase + augite +

olivine Norite: plagioclase + orthopyroxène Troctolite: plagioclase + olivine

Page 15: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

http://www-odp.tamu.edu/publications/195_IR/chap_02/c2_f7.htm

Page 16: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 17: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 18: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 19: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 20: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

On recalcule la composition chimique sans l’eau et sans certains éléments mineurs

On utilise des proportions moléculaires plutôt que des poids

Page 21: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 22: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 23: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 24: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 25: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 26: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

•Ride océanique: tholéiites à olivine•Subduction: tholéiites à olivine et à quartz•Intraplaque: très varié: tholéiitique à olivine et à quartz et sous-saturés

Page 27: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 28: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

Fitton and Dunlop, 1985

Page 29: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

http://www.uwgb.edu/DutchS/GRAPHIC0/ROCKMIN/Ig-Rocks/LeMaitrePlot.gif

•Na2O+K2O vs SiO2 en % poids•Distinction entre roches alcaline et subalcaline

Page 30: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 31: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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

Page 32: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

D’a

près

Win

ter

Page 33: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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.

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

Page 35: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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).

Page 36: Chapitre 2: Classification des roches magmatiques.

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)