Roches ignées et processus magmatiques

La cristallisation fractionnée

Lors du refroidissement du magma, les minéraux vont cristalliser progressivement dans un ordre bien précis.

Les séries réactionnelles de BowenDéfinition

Bowen (1928) a montré qu'au cours du refroidissement d'un magma initial, la cristallisation des minéraux se fait dans un ordre défini, fonction de la nature du magma, des conditions de pression et température et des gaz dissous.

Deux lignées évoluent parallèlement, la lignée des minéraux ferro-magnésiens (Fe, Mg) représentées par les minéraux colorés (pyroxène, amphibole,...) et la lignée des minéraux alcalins (Na, K, Ca) représentée par les plagioclases.

Attention

Les caractéristiques des roches citées ci-dessus sont à rechercher dans les fiches mises à votre disposition.

Remarque

La série réactionnelle des minéraux ferro-magnésiens est discontinue car on ne peut passer directement d'un minéral à un autre alors que la série des minéraux alcalins est continue.

Si on prend l'exemple d'un magma qui cristallise dans une chambre magmatique.

Les premiers minéraux à cristalliser seront évidemment les minéraux de haute température, olivine d'abord, pyroxènes et amphiboles ensuite. Ces cristaux vont se former dans le magma et vont sédimenter vers la base de la chambre magmatique pour former une roche riche en olivine, pyroxène et amphibole, une roche ignée mafique, un gabbro par exemple. Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux; on aura donc un magma de composition différente de sa composition initiale. Ce magma aura une composition disons intermédiaire.

Si ce magma est introduit dans une chambre secondaire et qu'il poursuit son refroidissement, les premiers minéraux à cristalliser seront les amphiboles, les biotites, le quartz et certains feldspaths plagioclases, ce qui produira une roche ignée intermédiaire, une diorite par exemple.

Si ce magma fait son chemin jusqu'à la surface, on aura des laves andésitiques.

Ainsi, à partir d'un magma de composition donnée, on peut obtenir plus d'un type de roche ignée.

Ces différentes roches forment une série[1] ou une lignée[2].

La cristallisation fractionnéeFondamental

Exemple d'un processus de cristallisation fractionnée menant d'un magma initial à la formation 4 roches différentes
  1. série

    série magmatique ou famille de roches magmatiques formées à partir d'un même magma

  2. lignée

    équivalent à série

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