Fiche de révision · S4

Résumé — Pétrologie magmatique

Tout le module en une page : les chapitres condensés en points essentiels, le vocabulaire et les pièges d'examen. Pour la veille de l'épreuve.

Introduction : magmas et roches magmatiques

Pétrologie = étude des processus de formation des roches ; pétrographie = description (composition, texture, fabrique).
Magma = liquide silicaté + cristaux éventuels + phase fluide (H2O, CO2, F, Cl) ; composition exprimée en oxydes (SiO2, Al2O3, FeO, MgO…).
Quatre classes selon SiO2 : acide (> 66 %) → intermédiaire (52-66 %) → basique (45-52 %) → ultrabasique (≤ 45 %).
Viscosité ↑ avec la silice, ↓ avec la température et l'eau dissoute ; magma felsique visqueux vs magma mafique fluide.

Minéraux felsiques (clairs) : quartz, feldspaths (orthose-albite-anorthite), feldspathoïdes — vs mafiques (sombres) : olivine, pyroxènes, amphiboles, biotite.
Indice de coloration : leucocrate (< 30 % mafiques) vs mésocrate (30-60 %) vs mélanocrate (60-100 %) ; holomélanocrate ≥ 90 %.
Accessoires clés : apatite, ilménite, magnétite, zircon (géochronologie U-Pb), sphène.
Association minéralogique observée = reflet direct de la composition chimique du magma parent.

Texture grenue/phanéritique (refroidissement lent, profondeur) vs aphanitique/vitreuse (refroidissement rapide, surface).
Texture porphyrique = phénocristaux idiomorphes + mésostase fine ; ordre de cristallisation idiomorphe → hypidiomorphe → xénomorphe.
Intrusions concordantes : sill, laccolite (champignon), lopolite (bassin) — vs discordantes : dike, batholite (> 100 km2).
Éruptions fissurales ou centrales ; laves pahoehoe, aa, coulées de blocs, pillow lavas (épanchement sous-marin).

Classification IUGS (Le Maître, 1989) : objective, non génétique, applicable sur le terrain.
Diagramme QAPF (quartz, feldspath alcalin, plagioclase, feldspathoïdes) pour roches à > 10 % de felsiques ; Q et F exclusifs.
Gabbro : plagioclase An ≥ 50 + clinopyroxène/olivine — Diorite : plagioclase An < 50 + hornblende/biotite — Anorthosite : plagioclase quasi pur.
Roches à > 90 % de mafiques classées par olivine/orthopyroxène/clinopyroxène (péridotites : dunite, harzburgite, lherzolite).
Roche pyroclastique = > 75 % de pyroclastes ; granulométrie cendre (< 2 mm) → lapilli (2-64 mm) → bloc/bombe (> 64 mm).

Granite / rhyolite : quartz + orthose + plagioclase sodique ; obsidienne = rhyolite entièrement vitreuse.
Diorite / andésite : plagioclase (An < 50) + amphibole + biotite, quartz rare ; andésite typique des arcs de subduction.
Gabbro / basalte : plagioclase (An ≥ 50) + pyroxènes + olivine ; basalte = roche volcanique la plus abondante (croûte océanique).
Péridotite : holomélanocrate, olivine + pyroxènes ≥ 90 %, roche du manteau supérieur, sans équivalent volcanique courant.

Fusion partielle : seule une fraction de la roche mère fond (restite en résidu) ; déclenchée par ↑T, ↓P (décompression) ou ajout de volatils.
Cristallisation fractionnée : séparation des premiers cristaux du liquide → moteur de la différenciation magmatique.
Série de Bowen : branche discontinue (olivine → pyroxène → amphibole → biotite) + branche continue (anorthite → albite).
Quartz, muscovite, orthose : derniers minéraux formés, les plus résistants à l'altération.
Assimilation crustale (incorporation d'encaissant) et mélange de magmas (magma mixing) modifient aussi la composition d'un magma.

Trois séries : tholéiitique, calco-alcaline, alcaline (diagramme TAS, alcalins vs silice).
Dorsale océanique : décompression adiabatique du manteau → basaltes tholéiitiques (MORB).
Subduction : hydratation du coin mantellique par la plaque plongeante → série calco-alcaline, arcs volcaniques (andésites).
Point chaud : panache mantellique indépendant des plaques → volcanisme alcalin intraplaque (Hawaii).
Rift continental : extension crustale → magmas alcalins à sous-saturés en silice (basalte alcalin, phonolite).