Magma
Sommaire
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.
(Pour voir le tableau en grand : Roche image).
Classification des roches plutoniques
Voir aussi à pluton.
Classification des roches volcaniques
Voir aussi à volcan.
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
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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