Magma : Différence entre versions

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<center><b>MAGMAS et MAGMATOLOGIE</b></center>
  
==Définition==
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===Définitions===
Le magma est constitué par de la roche fondue ou partiellement fondue. Il est généralement constitué de plusieurs phases différentes.<br>
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<b>Magma</b> (n.m.) du grec <em>magma</em>, résidu pâteux :
* Une phase liquide qui correspond pour la plupart des cas à un liquide silicaté.<br>
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Un magma est constitué par de la [[roche]] fondue (minimum 600°C) ou partiellement fondue.<br>
* Une phase solide qui est constituée de phénocristaux qui ont généralement cristallisés à partir du liquide silicaté.<br>
 
* Une phase gazeuse qui est soit dissoute dans le liquide, soit présente sous la forme de bulles. Les principaux constituants de la phase gazeuse sont l’eau, le soufre, le chlore et le dioxyde de carbone. On appelle ces éléments des éléments volatils.<br>
 
  
Pour différencier les types de magmas, de nombreux paramètres entrent en jeu : la composition chimique, la température, la teneur en phénocristaux, la teneur en éléments volatils dissous. Ces paramètres peuvent être très variables en fonction de chaque volcan mais peuvent aussi connaitre des variations pour un même volcan lors de son histoire éruptive, voire même lors d’un seul épisode éruptif. Les variations de ces différents paramètres entrainent des modifications des propriétés physico-chimiques des magmas et peuvent donc influencer le style éruptif du volcan<br>
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Le magma est généralement constitué de plusieurs phases différentes :
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* Une phase liquide qui correspond pour la plupart des cas à un liquide [[silicaté]].<br>
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* Une phase solide qui est constituée de [[phénocristaux]] qui ont généralement [[cristallisé]]s à partir du liquide silicaté.<br>
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* Une phase [[gaz]]euse qui est soit dissoute dans le liquide, soit présente sous la forme de bulles. Les principaux constituants de la phase gazeuse sont l’[[eau]], le [[soufre]], le [[chlore]] et le dioxyde de [[carbone]]. On appelle ces [[élément]]s des éléments volatils.<br>
  
==Composition chimique d'un magma==
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<b>Magmatologie</b> (n.m.) du grec <i>magma</i>, résidu pâteux, et <i>logos</i>, discours : La magmatologie est l'étude des magmas et de tout ce qui se rapporte aux magmas, leurs modes de mise en place, leurs évolutions, leurs produits ([[roches effusives]], [[roches magmatiques]]).
Du point de vue de sa composition chimique, un magma s’avère extrêmement complexe. En effet, sa composition n’est jamais fixe mais tend à évoluer en fonctions de différents paramètres (conditions ambiantes).<br>
 
Par exemple, lorsqu’un magma se met en place dans une chambre magmatique superficielle, l’encaissant étant plus froid, le magma tend à se refroidir par perte de chaleur par conduction et donc commence à entrainer la cristallisation de minéraux. La cristallisation de ces minéraux enrichi relativement le liquide résiduel en éléments qui ne rentrent pas dans la composition chimique du minéral. Des modifications de la composition chimique du magma peuvent aussi intervenir par interaction avec les roches encaissantes (phénomènes d'assimilation et de contamination). Cette grande complexité a poussé les pétrologue/volcanologue à normaliser diverses classifications.<br>
 
  
==Les Séries magmatiques==
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===Différents types de magmas===
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Pour différencier les types de magmas, de nombreux paramètres entrent en jeu : la composition [[chimique]], la [[température]], la teneur en phénocristaux, la teneur en [[élément]]s volatils dissous. Ces paramètres peuvent être très variables en fonction de chaque [[volcan]] mais peuvent aussi connaitre des variations pour un même volcan lors de son histoire éruptive, voire même lors d’un seul épisode éruptif. Les variations de ces différents paramètres entrainent des modifications des propriétés physico-chimiques des magmas et peuvent donc influencer le style éruptif, ou [[dynamisme]], du volcan.<br>
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===Composition chimique d'un magma===
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Du point de vue de sa composition chimique, un magma s’avère extrêmement complexe. En effet, sa composition n’est jamais fixe, mais tend à évoluer en fonction de différents paramètres (conditions ambiantes).<br>
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Par exemple, lorsqu’un magma se met en place dans une [[chambre magmatique]] superficielle, l’encaissant étant plus froid, le magma tend à se refroidir par perte de chaleur par conduction et donc commence à entrainer la cristallisation de [[minéraux]]. La [[cristallisation]] de ces minéraux enrichi relativement le liquide résiduel en éléments qui ne rentrent pas dans la composition chimique du minéral. Des modifications de la composition chimique du magma peuvent aussi intervenir par interaction avec les [[roche]]s [[encaissant]]es (phénomènes d'assimilation et de contamination). Cette grande complexité a poussé les [[pétrologue]]s/[[volcanologue]]s à normaliser diverses classifications.<br>
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<font color=green>Voir l'article </font>[[Evolution chimique des magmas]]
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===Devenir d'un magma===
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Par refroidissement et solidification, le magma donne :
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*à une certaine profondeur  - refroidissement lent - = des <b>roches plutoniques</b> (ou <b>intrusives</b>). [[Structure]] grenue liée au refroidissement lent.
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*en surface - refroidissement rapide de [[lave]]s - = des <b>roches volcaniques</b> (ou <b>effusives</b>, ou <b>extrusives</b>). Petits cristaux ([[microlithe]]s) pris dans un verre.
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*intermédiaires (roches dites, selon le cas, " de semi-profondeur ", " périplutoniques ", " hypovolcaniques ").
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===Les Séries magmatiques===
 
L’empreinte chimique d’un magma peut être caractérisée dans la plupart des cas par son contexte géodynamique. Une série magmatique peut se définir par un ensemble de magmas qui diffèrent par leur composition chimique mais qui possèdent une même « signature » chimique. Les principales séries magmatiques sont les suivantes :<br>
 
L’empreinte chimique d’un magma peut être caractérisée dans la plupart des cas par son contexte géodynamique. Une série magmatique peut se définir par un ensemble de magmas qui diffèrent par leur composition chimique mais qui possèdent une même « signature » chimique. Les principales séries magmatiques sont les suivantes :<br>
* Série Tholéiithique ou de dorsale océanique,
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* Série Tholéiithique ou de [[dorsale]] océanique,
* Série Alcaline ou de rift continental et de point chaud,
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* Série Alcaline ou de [[rift]] continental et de point chaud,
 
* Série Calco-alcaline ou de marge continentale et d’arc insulaire,
 
* Série Calco-alcaline ou de marge continentale et d’arc insulaire,
 
* Série Potassique ou de marge convergente.
 
* Série Potassique ou de marge convergente.
  
 
A ces séries s’ajoutent deux catégories un peu particulières :
 
A ces séries s’ajoutent deux catégories un peu particulières :
* Les magmas d’anatexie qui sont issus de la fusion partielle de roches de la croute terrestre.
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* Les magmas d’[[anatexie]] qui sont issus de la fusion partielle de roches de la [[croûte]] terrestre.
* Les carbonatites. Le constituant majeur de la plupart des magmas est la silice (SiO2) alors que dans le cas des carbonatites, le composant principal est le carbonate de calcium (CaCO3). Ces magmas sont très rares et le seul volcan en activité est l’OI Doinya Lengai en Tanzanie.
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* Les [[carbonatite]]s. Alors que le constituant majeur de la plupart des magmas est la [[silice]] (SiO<sub>2</sub>), dans le cas des carbonatites, le composant principal est le [[carbonate]] de [[calcium]] (CaCO<sub>3</sub>). Ces magmas sont très rares et le seul volcan en activité est l’[[OI Doinya Lengai]] en Tanzanie.
  
De la genèse d’un magma à son éruption en surface, sa composition chimique évolue constamment. Le phénomène dominant qui favorise l’évolution chimique d’un magma est la cristallisation fractionnée. Ce processus consiste en la ségrégation des cristaux et du liquide par différence de densité (les minéraux ferromagnésiens plus denses que le liquide résiduel ont tendance à sédimenter au fond des chambres par exemple).<br>
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====Évolution chimique des magmas==== : De la genèse d’un magma à son [[éruption]] en surface, sa composition chimique évolue constamment. Le phénomène dominant qui favorise l’évolution chimique d’un magma est la cristallisation fractionnée. Ce processus consiste en la ségrégation des cristaux et du liquide par différence de [[densité]] (les minéraux [[ferromagnésien]]s plus denses que le liquide résiduel ont tendance à sédimenter au fond des chambres par exemple). <font color="#green">Voir aussi : </font>[[Solidification]].<br>
  
==Critères de classification des roches magmatiques==
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===Critères de classification des [[roche]]s magmatiques===
Le paramètre le plus direct pour évaluer le stade d’évolution chimique d’un magma est sa teneur en silice (SiO2) qui est l’élément le plus abondant. Le magma tend à s’enrichir relativement en cet élément par rapport aux autres éléments lors du processus de cristallisation fractionnée.  
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Le paramètre le plus direct pour évaluer le stade d’évolution chimique d’un magma est sa teneur en [[silice]] (SiO<sub>2</sub>) qui est l’élément le plus abondant. Le magma tend à s’enrichir relativement en cet élément par rapport aux autres éléments lors du processus de cristallisation fractionnée.  
 
Sur la base de la teneur en silice, quatre catégories de magmas sont définies :
 
Sur la base de la teneur en silice, quatre catégories de magmas sont définies :
* Magmas ultrabasiques (SiO2 < 45 % pds),
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* Magmas ultrabasiques (SiO<sub>2</sub> < 45 % pds),
* Magmas basiques (45 £ SiO2 £ 52 % pds),
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* Magmas basiques (45 £ SiO<sub>2</sub> £ 52 % pds),
* Magmas intermédiaires (52 £ SiO2 £ 62 % pds),
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* Magmas intermédiaires (52 £ SiO<sub>2</sub> £ 62 % pds),
* Magmas acides (SiO2>62 % pds)
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* Magmas acides (SiO<sub>2</sub> >62 % pds)
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Cette classification s’applique à toutes les <b>roches volcanique]s</b>, mais aussi aux <b>roches plutoniques</b> qui résultent de la solidification, complète en profondeur, d'un magma. <br>Du point de vue classification, les roches plutoniques (entièrement cristallisées) peuvent être classées en fonction de leur composition minéralogique. Ce type de classification ne s’applique que difficilement pour les roches volcaniques car elles ne sont pas entièrement cristallisées (cristaux + liquide silicaté). On favorisera donc pour les [[roche]]s [[volcanique]]s une classification basée sur leur composition chimique et non pas sur leur composition minéralogique.
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[[Image:Roche_magma.jpg|850px]]<br>(<font color="#green">Pour voir le tableau en grand : </font> [[Roche image]]).
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====Classification des roches plutoniques====
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Voir aussi à [[pluton]].
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<center>La classification de Streckeisen</center><br>
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====Classification des roches volcaniques====
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Voir aussi à [[volcan]].
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<center>La classification de Lebas et al. 1986</center><br>
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===Vocabulaire associé + termes dérivés===
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====Effusif====
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<b>Effusif - effusive</b> (adj.) du latin <em>effundere</em>, répandre : Qui atteint la surface et s'y répand à l'état fondu. Les <b>[[roche]]s effusives</b> sont émises à l'état de [[lave]]s…<br>Les [[roches effusives]], [[volcanique]]s sont formées par solidification de lave en surface : elles peuvent contenir du [[verre]], des bulles de [[gaz]], ou montrer des [[structure]]s de flux.
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====Éruptif====
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<b>Éruptif - éruptive</b> (adj.) du latin <em>erumpere</em>, sortir avec impétuosité : Terme qui s'applique bien aux roches épanchées en surface (roches volcaniques), mais qu'il serait abusif d'appliquer à celles qui se sont solidifiées en profondeur (roches plutoniques).
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<b>Éruption</b> (n. f.) du latin <em>erumpere</em>, sortir avec impétuosité : Projection plus ou moins violente de matériaux divers ([[lave]]s, [[scorie]]s, [[cendre]]s, [[lapilli]], blocs rocheux, [[gaz]], …), par un [[volcan]]. État d'un volcan projetant ces matériaux. <em>Éruption volcanique - Volcan en éruption</em>.
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====Igné====
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<b>Roches ignées ou roches [[magmatique]]s</b>
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====Intrusif====
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Les [[roches intrusives]], formées de [[cristaux]] parfois disposés en lits, sont issues d'un [[magma]] solidifié en profondeur.
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====Magmatique====
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<b>Magmatique</b> (adj.)
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<b>Chambre magmatique</b> (g.n. f.) : Siège de phénomènes complexes (déplacement de fluides, réactions avec l'encaissant, cristallisation fractionné, …), occupé par une masse de magma…
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<b>Roches magmatiques</b>, ou <b>[[roche]]s ignées</b> (synonyme à éviter : roches éruptives, sauf lorsque l'on est certain qu'elles le soient…). Résultant de la cristallisation d'un magma et formant l'essentiel des croûtes continentales et océaniques, ces roches sont [[endogène]]s et sont principalement représentées par les [[granite]]s et les [[basalte]]s, mais aussi par quantité d'autres roches très variées, mais moins répandues. Leurs classifications sont basées sur :
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*les modes de mise en place (qui conditionnent grandement leur structure) ;
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*la présence ou l'absence de cristaux et leur taille ;
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*la composition chimique et/ou minéralogique.
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<b>Magmatisation</b> (n. f.) : Transformation de roches préexistantes en magmas.
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<b>Magmatisme</b> (n. m.) : Ensemble des phénomènes liés à la formation, l'évolution, la cristallisation, les déplacements des magmas.
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<b>Magmatite</b> (n. f.) : Synonyme de " roche magmatique ".
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====Plutonisme====
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<b>[[Pluton]]</b>
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====Pyroclastie====
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<b>[[Pyroclaste]]</b> (n. m.) ; en anglais : <em>pyroclast</em> : Élément des pyroclastites…
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<b>[[Pyroclastique]]</b> (adj.) du grec <em>puros</em>, feu et <em>klastos</em>, brisé  ; en anglais <em>pyroclastic</em> : Qualifie les débris de [[roche]]s magmatiques (et parfois débris de [[roches encaissantes]] mêlées aux magmatiques) éjectés par les [[volcan]]s. L'accumulation de ces débris pyroclastiques (ou pyroclastes) donne des roches pyroclastiques (ou pyroclastites)…
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<b>[[Coulée]]s pyroclastiques</b> : (en cours)
  
Cette classification s’applique à toutes les roches volcaniques mais aussi aux roches plutoniques qui résultent de leur solidification complète en profondeur.
+
<b>Pyroclastites</b> (n. f.) ; en anglais <em>pyroclastics</em> : [[Cendre]]s, [[ejecta]], [[ignimbrite]]s, [[lapilli]]s, [[tuf]]s…
  
Du point de vue classification, les roches plutoniques (entièrement cristallisées) peuvent être classées en fonction de leur composition minéralogique. Ce type de classification ne s’applique que difficilement pour les roches volcaniques car elles ne sont pas entièrement cristallisé (cristaux + liquide silicaté). On favorisera donc pour les roches volcaniques une classification basée sur leur composition chimique et non pas sur leur composition minéralogique.
+
<b>Roches pyroclastiques</b> ou <b>Pyroclastites</b> : (voir ce mot, ci-dessus).
  
===Classification des roches plutoniques===
+
====Volcanisme====
<center>[[Streckeisen-1.png]]</center><br>
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<b>[[Volcanisme]]</b>
<center>La classification de Streckeisen</center><br>
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===Classification des roches volcaniques===
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<font color="#green">Retour à </font>[[Articles volcanologiques]] 
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Version actuelle datée du 20 décembre 2020 à 22:12

MAGMAS et MAGMATOLOGIE

Définitions

Magma (n.m.) du grec magma, résidu pâteux : Un magma est constitué par de la roche fondue (minimum 600°C) ou partiellement fondue.

Le magma est généralement constitué de plusieurs phases différentes :

  • Une phase liquide qui correspond pour la plupart des cas à un liquide silicaté.
  • Une phase solide qui est constituée de phénocristaux qui ont généralement cristallisés à partir du liquide silicaté.
  • Une phase gazeuse qui est soit dissoute dans le liquide, soit présente sous la forme de bulles. Les principaux constituants de la phase gazeuse sont l’eau, le soufre, le chlore et le dioxyde de carbone. On appelle ces éléments des éléments volatils.

Magmatologie (n.m.) du grec magma, résidu pâteux, et logos, discours : La magmatologie est l'étude des magmas et de tout ce qui se rapporte aux magmas, leurs modes de mise en place, leurs évolutions, leurs produits (roches effusives, roches magmatiques).

Différents types de magmas

Pour différencier les types de magmas, de nombreux paramètres entrent en jeu : la composition chimique, la température, la teneur en phénocristaux, la teneur en éléments volatils dissous. Ces paramètres peuvent être très variables en fonction de chaque volcan mais peuvent aussi connaitre des variations pour un même volcan lors de son histoire éruptive, voire même lors d’un seul épisode éruptif. Les variations de ces différents paramètres entrainent des modifications des propriétés physico-chimiques des magmas et peuvent donc influencer le style éruptif, ou dynamisme, du volcan.

Composition chimique d'un magma

Du point de vue de sa composition chimique, un magma s’avère extrêmement complexe. En effet, sa composition n’est jamais fixe, mais tend à évoluer en fonction de différents paramètres (conditions ambiantes).
Par exemple, lorsqu’un magma se met en place dans une chambre magmatique superficielle, l’encaissant étant plus froid, le magma tend à se refroidir par perte de chaleur par conduction et donc commence à entrainer la cristallisation de minéraux. La cristallisation de ces minéraux enrichi relativement le liquide résiduel en éléments qui ne rentrent pas dans la composition chimique du minéral. Des modifications de la composition chimique du magma peuvent aussi intervenir par interaction avec les roches encaissantes (phénomènes d'assimilation et de contamination). Cette grande complexité a poussé les pétrologues/volcanologues à normaliser diverses classifications.
Voir l'article Evolution chimique des magmas

Devenir d'un magma

Par refroidissement et solidification, le magma donne :

  • à une certaine profondeur - refroidissement lent - = des roches plutoniques (ou intrusives). Structure grenue liée au refroidissement lent.
  • en surface - refroidissement rapide de laves - = des roches volcaniques (ou effusives, ou extrusives). Petits cristaux (microlithes) pris dans un verre.
  • intermédiaires (roches dites, selon le cas, " de semi-profondeur ", " périplutoniques ", " hypovolcaniques ").

Les Séries magmatiques

L’empreinte chimique d’un magma peut être caractérisée dans la plupart des cas par son contexte géodynamique. Une série magmatique peut se définir par un ensemble de magmas qui diffèrent par leur composition chimique mais qui possèdent une même « signature » chimique. Les principales séries magmatiques sont les suivantes :

  • Série Tholéiithique ou de dorsale océanique,
  • Série Alcaline ou de rift continental et de point chaud,
  • Série Calco-alcaline ou de marge continentale et d’arc insulaire,
  • Série Potassique ou de marge convergente.

A ces séries s’ajoutent deux catégories un peu particulières :

  • Les magmas d’anatexie qui sont issus de la fusion partielle de roches de la croûte terrestre.
  • Les carbonatites. Alors que le constituant majeur de la plupart des magmas est la silice (SiO2), dans le cas des carbonatites, le composant principal est le carbonate de calcium (CaCO3). Ces magmas sont très rares et le seul volcan en activité est l’OI Doinya Lengai en Tanzanie.

====Évolution chimique des magmas==== : De la genèse d’un magma à son éruption en surface, sa composition chimique évolue constamment. Le phénomène dominant qui favorise l’évolution chimique d’un magma est la cristallisation fractionnée. Ce processus consiste en la ségrégation des cristaux et du liquide par différence de densité (les minéraux ferromagnésiens plus denses que le liquide résiduel ont tendance à sédimenter au fond des chambres par exemple). Voir aussi : Solidification.

Critères de classification des roches magmatiques

Le paramètre le plus direct pour évaluer le stade d’évolution chimique d’un magma est sa teneur en silice (SiO2) qui est l’élément le plus abondant. Le magma tend à s’enrichir relativement en cet élément par rapport aux autres éléments lors du processus de cristallisation fractionnée. Sur la base de la teneur en silice, quatre catégories de magmas sont définies :

  • Magmas ultrabasiques (SiO2 < 45 % pds),
  • Magmas basiques (45 £ SiO2 £ 52 % pds),
  • Magmas intermédiaires (52 £ SiO2 £ 62 % pds),
  • Magmas acides (SiO2 >62 % pds)

Cette classification s’applique à toutes les roches volcanique]s, mais aussi aux roches plutoniques qui résultent de la solidification, complète en profondeur, d'un magma.
Du point de vue classification, les roches plutoniques (entièrement cristallisées) peuvent être classées en fonction de leur composition minéralogique. Ce type de classification ne s’applique que difficilement pour les roches volcaniques car elles ne sont pas entièrement cristallisées (cristaux + liquide silicaté). On favorisera donc pour les roches volcaniques une classification basée sur leur composition chimique et non pas sur leur composition minéralogique. Roche magma.jpg
(Pour voir le tableau en grand : Roche image).

Classification des roches plutoniques

Voir aussi à pluton.

Streckeisen-1.png


La classification de Streckeisen


Classification des roches volcaniques

Voir aussi à volcan.

Tas-1.png


La classification de Lebas et al. 1986


Vocabulaire associé + termes dérivés

Effusif

Effusif - effusive (adj.) du latin effundere, répandre : Qui atteint la surface et s'y répand à l'état fondu. Les roches effusives sont émises à l'état de laves
Les roches effusives, volcaniques sont formées par solidification de lave en surface : elles peuvent contenir du verre, des bulles de gaz, ou montrer des structures de flux.

Éruptif

Éruptif - éruptive (adj.) du latin erumpere, sortir avec impétuosité : Terme qui s'applique bien aux roches épanchées en surface (roches volcaniques), mais qu'il serait abusif d'appliquer à celles qui se sont solidifiées en profondeur (roches plutoniques).

Éruption (n. f.) du latin erumpere, sortir avec impétuosité : Projection plus ou moins violente de matériaux divers (laves, scories, cendres, lapilli, blocs rocheux, gaz, …), par un volcan. État d'un volcan projetant ces matériaux. Éruption volcanique - Volcan en éruption.

Igné

Roches ignées ou roches magmatiques

Intrusif

Les roches intrusives, formées de cristaux parfois disposés en lits, sont issues d'un magma solidifié en profondeur.


Magmatique

Magmatique (adj.)

Chambre magmatique (g.n. f.) : Siège de phénomènes complexes (déplacement de fluides, réactions avec l'encaissant, cristallisation fractionné, …), occupé par une masse de magma…

Roches magmatiques, ou roches ignées (synonyme à éviter : roches éruptives, sauf lorsque l'on est certain qu'elles le soient…). Résultant de la cristallisation d'un magma et formant l'essentiel des croûtes continentales et océaniques, ces roches sont endogènes et sont principalement représentées par les granites et les basaltes, mais aussi par quantité d'autres roches très variées, mais moins répandues. Leurs classifications sont basées sur :

  • les modes de mise en place (qui conditionnent grandement leur structure) ;
  • la présence ou l'absence de cristaux et leur taille ;
  • la composition chimique et/ou minéralogique.

Magmatisation (n. f.) : Transformation de roches préexistantes en magmas.

Magmatisme (n. m.) : Ensemble des phénomènes liés à la formation, l'évolution, la cristallisation, les déplacements des magmas.

Magmatite (n. f.) : Synonyme de " roche magmatique ".

Plutonisme

Pluton

Pyroclastie

Pyroclaste (n. m.) ; en anglais : pyroclast : Élément des pyroclastites…

Pyroclastique (adj.) du grec puros, feu et klastos, brisé  ; en anglais pyroclastic : Qualifie les débris de roches magmatiques (et parfois débris de roches encaissantes mêlées aux magmatiques) éjectés par les volcans. L'accumulation de ces débris pyroclastiques (ou pyroclastes) donne des roches pyroclastiques (ou pyroclastites)…

Coulées pyroclastiques : (en cours)

Pyroclastites (n. f.) ; en anglais pyroclastics : Cendres, ejecta, ignimbrites, lapillis, tufs

Roches pyroclastiques ou Pyroclastites : (voir ce mot, ci-dessus).

Volcanisme

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