Mémoire présenté en vue de l'obtention de l'Habilitation à Diriger des Recherches
Résumé
Les roches plutoniques/volcaniques acides (SiO2 > 60 pd%) représentent un ensemble magmatique volumétriquement important sur les continents émergés mais mineur lorsque comparé aux basaltes des rides médiocéaniques (MORB pour Mid Ocean Ridge Basalt) qui tapissent l'essentiel du fond des océans et donc à peu près 60-70% de la surface du globe terrestre. Leur variabilité chimique en éléments majeurs est cependant grande, notamment au travers du rapport aluminium/alcalins, contrastant en cela avec la monotonie affichée par la plupart des MORBs pour lesquels les discriminations pétrogénétiques demandent un recours presque systématique à la géochimie d'éléments traces ou à la géochime isotopique. A première vue cette variabilité des termes siliciques peut paraître surprenante dans la mesure où la plupart des granites sont généralement perçus ou vendus comme les produits ultimes de la différentiation des magmas basaltiques et, à ce titre, on devrait s'attendre à ce que la faible dispersion géochimique des magmas parents, tout au moins en ce qui concerne les éléments majeurs, soit léguée au magma fils, le granite. Ce concept fondateur de la pétrologie magmatique a reçu une base expérimentale solide grâce aux travaux de Norman Lévi Bowen qui est à la pétrologie magmatique ce que Charles Darwin est à la théorie de l'évolution des espèces en biologie. N.L. Bowen a, en effet, le premier proposé un modèle d'évolution cohérent pour la plupart des roches magmatiques reposant à la foi sur les lois de la physique moderne et sur l'observation rigoureuse des phénomènes naturels. L'avènement de cette théorie moderne est remarquablement retracé dans l'ouvrage de Edward Young, dont la lecture est très fortement recommandée à tout jeune chercheur en pétrologie, mais également aux moins jeunes qui pourraient avoir oublié certains aspects historiques, notamment en France où les opposants au modèle magmatique ont sévi au plus haut niveau jusque tard dans le vingtième siècle. La clef de voûte de cette théorie est que la différentiation des magmas basaltiques se fait par cristallisation fractionnée dont l'effet est d'enlever progressivement les éléments réfractaires, le Fe, Mg, Al, Ti et le Ca, du bain silicaté résiduel au profit des constituants plus légers c'est à dire les alcalins et la silice, selon une séquence d'apparition ou de cristallisation des minéraux principaux rigoureusement ordonnée. Tout magma mafique se doit ainsi de terminer son parcours dans le fameux diagramme ternaire Quartz-Nepheline-Kalsilite ou Petrogeny Residua System, par décantation progressive de ses constituants réfractaires. Selon le caractère alcalin plus ou moins marqué du magma parent basaltique, la ligne d'arrivée est franchie soit dans le domaine saturé en quartz ou silice, celui qui nous intéresse ici, soit dans le domaine sous-saturé, dont le minimum ternaire est représenté dans la nature par les phonolites, domaine qui ne sera que peu abordé dans ce mémoire. Les études pétrologiques et géochimiques ont montré cependant depuis longtemps qu'il existe un certain nombre de roches magmatiques qui n'obéissent pas aveuglément à ce schéma général.
Domaines
Géologie appliquée
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