Déterminer les conditions de formation des roches

à partir de l’ observation des minéraux

Les roches des fonds océaniques

L’exploration des fonds océaniques

Marie tharp & Bruce Heezen

Les dorsales médio-océaniques

Dorsale Est Pacifique

Ryan et al 2009

Dorsale de Sheba, golfe d’Aden, Océan Indien

Fournier et al 2008

Les dorsales sont caractérisées par des bathymétries de plusieurs milliers de mètres d’amplitude

Il s’agit des zones où se forment le plancher et la lithosphère océanique➔ zone de formation de nouvelles roches

Les dorsales médio-océaniques

En quoi l’observation des roches du plancher océanique nous renseigne sur leur processus de formation?

➔ Analyse de quelques roches représentatives du plancher océanique

Ondréas et al 2008

Formation de lithosphère océanique aux abords du

volcan Lucky Strike, Atlantique central

Objectif : Déterminer les conditions de cristallisations des roches océaniques d’après leur observation

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http://istep.dgs.jussieu.fr/album/petrologie.htmlhttp://geopix.ufr918.upmc.fr/index.php?page=categorie&id=9

Conditions de formation des roches déterminées par la Texture :

le mode d’arrangement des minéraux entre eux

➢ Dessin d’observation (échantillon macro + lame)➢ Identification des minéraux➢ Identification de la texture➢ Vitesse, profondeur de cristallisation?

(aspect ‘code barre’)

Les péridotites, roche mère des magmas à l’origine des roches du

plancher océanique

Avant fusion partielle (Lherzolite)

Après fusion partielle (Harzburgite/Dunite)

Est-ce que tous les minéraux sont impliqués dans la fusion de la péridotite?

Les péridotites, roche mère des magmas à l’origine des roches du

plancher océanique

Avant fusion partielle (Lherzolite)

Après fusion partielle (Harzburgite/Dunite)

Est-ce que tous les minéraux sont impliqués dans la fusion de la péridotite?

➢Seuls les minéraux sombres (pyroxènes) sont impliqués dans la fusion , les minéraux

verts (Olivine) ne semblent pas affectés. La température de fusion de l’Olivine, voisine

de 1500°C, n’est pas atteinte dans les conditions thermiques actuelles de la Terre

➢Fusion partielle

➢Les magmas sont issus de la fusion des pyroxènes

Gabbros et Basaltes :

les roches issues de la cristallisation du magma produit par la

fusion partielle du manteau

Gabbro Basalte

Comparez l’aspect des roches : en quoi reflète-t-il les conditions de cristallisation des minéraux?

cm

Gabbros et Basaltes :

les roches issues de la cristallisation du magma produit par la

fusion du manteau

Gabbro Basalte

Comparez l’aspect des roches : en quoi reflète-t-il les conditions de cristallisation des minéraux?

mmLames minces en LPA (lumière polarisée analysée)

http://jm-derochette.be/index.html

La signification des textures pour les roches magmatiques

La texture d’une roche correspond au moded’arrangement des minéraux entre eux. Elle reflèteleur disposition, taille, leur forme, leur contact.

Une texture grenue (ex. GABBRO) caractérise uneroche dont les minéraux sont bien développés etjointifs. Ceci témoigne de conditions decristallisation lentes, de l’ordre de 10-4 cm.s-1. Detelles conditions de cristallisation se trouvent enprofondeur : on parle de Roches Plutoniques.La formation d’un gabbro se déroule sur plusieursmilliers d’années. Température de cristallisationentre 500 et 100 °C pour le Gabbro.

Une texture microlithique (ex. BASALTE) caractériseune roche dont les minéraux n’ont pas tous eu letemps de bien se former (bouillie de minéraux,verre amorphe). Ceci témoigne de condition decristallisation rapides (en surface, au contact del’air ou de l’eau). Il s’agit des RochesVolcaniques. La durée de formation est de l’ordrede quelques heures à quelques jours.

Quelques phénocristaux (cristaux bien développés)peuvent toutefois être présents : ce sont descristaux ayant eu le temps de se former avantéruption du liquide magmatique ou des cristauxarrachés à l’encaissant

‘Dans le cas des solides amorphes, l’empilement d’entités se fait sans ordre géométrique. C’est le cas du verre. Certaines roches volcaniques contiennent du verre, issu de la solidification très rapide d’une lave.’ –extrait programme ES

Le verre est un solide amorphe, c'est-à-dire non cristallisé. Il se forme lorsque la solidification est très rapide.

Formation des roches océaniques

au niveau de Lucky Strike,

Atlantique Central

Ondréas et al 2008

Singh et al 2006

Replacer le gabbro et le basalte sur ce

schéma de dorsale, selon les conditions

de cristallisation déterminées

précédemment.

Expliquez la circulation du magma

depuis la chambre magmatique axiale

jusqu’à la surface

Formation des roches océaniques

au niveau de Lucky Strike,

Atlantique Central

Ondréas et al 2008

Singh et al 2006

Les gabbros cristallisent lentement dans une

chambre magmatique (lentille formée d’une

bouillie cristalline) –le liquide non cristallisé est

émis à la surface par des conduits (dykes)

s’apparentant à des fracturations de la croûte

(failles), alimentant le volcanisme de surface

(ex. volcan de Lucky Strike)

conduits volcaniques

Lavesbasaltiques

~5km

BILAN – COMMENTAIRE DU SCHEMA PRECEDENT

• Les roches magmatiques sont issues du refroidissement d’un magma. Ce refroidissement se fait en plusieurs étapes :

• D’abord en profondeur (10 – 30 km) se forment les premiers cristaux. Ce sont ceux qui vont avoir le plus de temps pour se former. Ce sont les phénocristaux.

• Si tous les cristaux se forment en profondeur, on obtient une roche grenue = entièrement cristallisée. Exemple le gabbro.

• Ensuite, si le magma remonte, ce qui se produit lors du volcanisme, d’autres cristaux se forment plus rapidement. Ils sont donc plus petits. Ce sont les microcristaux.

• Si une fois sorti, le magma se trouve au contact de l’eau, il refroidit encore plus vite qu’au contact de l’air. La matière restant peut ne pas avoir le temps de cristalliser. Il se forme alors du verre

• Si le magma termine son refroidissement en surface, on obtient une roche microlitique = partiellement cristallisée et contenant notamment des microcristaux et du verre. Exemple : le basalte