COURS DISPONIBLE SUR INTERNET Serveur step.ipgp.jussieu.fr

COURS DISPONIBLE SUR INTERNET
Serveur
step.ipgp.jussieu.fr
TICE
Serveur de Cours
III – Phénomènes Géologiques
Méso Echelle
8°) Volcanisme
9°) Magmatisme
10°) Métamorphisme
VISCOSITE
DOME DU POPOCATEPETL (MEXIQUE)
L’AIGUILLE DE LA MONTAGNE PELEE (1902)
GAZ ?
Panache
Subduction (Hawaii,
La Réunion)
(Japon)
Dorsale
océanique
Subduction
(Andes)
Extension
(Rhin, rift
Est-Africain)
VOLATILES
Panache
Subduction (Hawaii,
La Réunion)
Dorsale
océanique
Subduction
Extension
Psortie
Préservoir
Réservoir
Réservoir
Masse totale = M(gaz) + M(magma)
= Mg + Mm
Volume total = Vg + Vm
ρg Vg = Mg
Vg =
Mg
ρg
Vtotal = Vg + Vm
=
Mg
ρg
ρtot =
Mg
ρg
Mtot
1
ρtot
=
1
ρtot =
+
Mm
ρm
+
Mm
ρm
Mg/Mtot
ρg
xg
ρg
+
+
Mm/Mtot
ρm
xm
ρm
1
ρtot =
xg
ρg
xm
+
ρm
Xg ≈ 0.03 - 0.06
(xm = 1 - xg)
ρg ≈ 0.3 kg.m-3
ρm = 2700 kg.m-3
ρtot << ρm
ρtot ≈
ρg
xg
≈
ρm
100
(valeur typique)
Vtotal = Vg + Vm
1
1
Vg
=
Vtot
= xg
+
ρtot
ρg
Fraction
volumique
de gaz
≈1
Vm
Vtot
+ xm
ρtot
ρm
Fraction
volumique
de magma
DECOMPRESSION = EXSOLUTION + DILATATION
1.8% d’eau en poids = 97% de vapeur d’eau en volume à la sortie
Flux de masse à la sortie
Flux de masse à l’entrée
Débit massique à la sortie
Débit massique
=
Masse / unité de temps
=
ρ x volume / temps
S
En dt : dl
Débit massique à l’entrée
Volume
Débit massique à la sortie
S
En dt : dl
Débit massique à l’entrée
Débit massique
=
Masse / unité de temps
=
ρ x volume / temps
=
ρ x S x (dl / dt)
=
ρxSxw
Qs = ρtot wsortie S
Qe = ρm wentrée S
Qs = ρtot wsortie S
Qs = Qe
wsortie = wentrée x
ρm
ρtot
wsortie >> wentrée
Qe = ρm wentrée S
III – Phénomènes Géologiques
Méso Echelle
8°) Volcanisme
9°) Magmatisme
10°) Métamorphisme
Réservoir
caldera
cendres
ignimbrite
évent
Extrusive
Basalte
Rhyolite
Intrusive
Gabbro
Granite
Grands complexes plutoniques
Nom
Bushveld
Dufek
Duluth
Stillwater
Muskox
Great Dike
Kiglapait
Skaergåard
Age
Precambrian
Jurassique
Précambrien
Précambrien
Précambrien
Précambrien
Précambrien
Eocène
Localisation Surf. (km2)
Afrique du Sud
66,000
Antarctique
50,000
Minnesota, USA
4,700
Montana, USA
4,400
Terr.NW Canada
3,500
Zimbabwe
3,300
Labrador, Canada
560
Groenland
100
Réservoir
Séparation
cristaux/magma
Couches
déjà cristallisées
Conduit
(alimentation)
Echelle: des kms
Mélange basalte-rhyolite
“Coussins” de basalte au
plancher d’un réservoir
rhyolitique
(aujourd’hui un granite)
Litage magmatique:
lits d’olivine et de pyroxène.
Noter les relations discordantes
(indicatrices de mouvements:
analogues aux structures
sédimentaires)
Stratifications entrecroisées
“CHAMBRE” DU SKAERGAARD (Groenland)
La chambre fossile du Skaergaard (Groenland)
Faille
Dépôts
hydrothermaux
Pegmatite : Cristaux de
tourmaline (8 cm)
Pegmatite
Magma
Dépôt hydrothermal : or
III – Phénomènes Géologiques
Méso Echelle
8°) Volcanisme
9°) Magmatisme
10°) Métamorphisme
Déformation, enfouissement et érosion :
métamorphoses des roches
et des minéraux
Chemin (P,T)
Température
Er
Su
bd
uc
tio
n
Pression
os
io
n
Couronnes de réactions
Couronnes de réactions
Minéral primitif
1ère réaction
2ème réaction
Couronnes de réaction : “pompage” d’éléments
par un minéral
Depletion halo
Light colored depletion haloes around cm-sized garnets in
amphibolite. Fe and Mg were less plentiful, so that hornblende was
consumed to a greater extent than was plagioclase as the garnets
grew, leaving hornblende-depleted zones. Sample courtesy of Peter
Misch.
Winter
(2001) An Introduction
to Butte
Igneousarea,
and Idaho
around
garnet
porphyroblast.
Boehls
Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Changement de pression et de température
+ déformation
A
B
Minéral précédant la déformation
Minéral se formant pendant la déformation
Minéral se formant pendant la déformation
Textures des roches métamorphiques
Figures not used
Figures not used
Déformation, enfouissement et érosion :
métamorphoses des roches
et des minéraux
Après érosion
Chemin (P,T)
Température
Er
Su
bd
uc
tio
n
Pression
os
io
n
A
B
EROSION
B A
Chemin (P,T)
Température
Er
Su
bd
uc
tio
n
Pression
os
io
Les réactions sont lentes:
hors équilibre
n
Chemin (P,T)
Température
A
Pression
Chemin (P,T)
A
A
B
Pression
B
Température
Chemin (P,T)
A
A
B
Pression
B
Température
Les réactions sont lentes:
hors équilibre
Chemin (P,T)
Température
A
A
B
Pression
B
Après érosion
Zonation
métamorphique
Minéraux
métamorphiques
disthène
andalousite
grenat