Assimilation crustale

[olin]

Bonjour M.Bardintzeff,

Tout d'abord, merci de prendre une partie de votre temps afin de répondre à nos questions dans le domaine de la volcanologie ou de la pétrologie magmatique. C'est très instructif pour nous de pouvoir discuter avec des scientifiques de grande renomée.

Dans un sujet de discussion précédent, vous avez abordé le sujet du mélange de magmas en contexte volcanique et plutonique. Je m'interroge sur la manière de mettre en évidence de tels mélanges. Vous avez évoqué la possibilité de trouver des associations minérales particulières et potentiellement représentatives de ce mélange de magma. Ma question concerne plutôt la géochimie isotopique.

Dans le cas d'une chambre magmatique localisée dans la croûte supérieure, la chaleur latente résultant de la cristallisation peut être suffisante pour augmenter de facon importante et provoquer une fusion partielle de la roche encaissante, on peut dès lors atteindre des taux de mélange de l'ordre de 20-30%. Dans le cas d'une différenciation magmatique dans la chambre, on peut mettre en évidence de tels mélanges grâce à des rapports isotopiques de Sr et Nd, par exemple. Ma question concerne plutôt la contamination par la croûte inférieure.

Est ce que la remontée du magma à travers cette croûte inférieure est suffisante pour provoquer une fusion partielle? Est-ce que la composition mafique de la croûte inférieure n'empêche pas (ou du moins ne diminue pas) toute possibilité de fusion partielle? Et enfin, sur base de quels rapports isotopiques (Pb?) pourrait on pettre en évidence une telle assimilation? Si le Pb est un bon moyen, qu'est ce qui caractérise la signéture isotopique de la croûte inférieure par rapport à celle du manteau supérieur.

D'avance merci pour l'attention que vous porterez à ces questions.

Olivier

[J.M Bardintzeff]

Bonjour Olivier,
Plus un mélange est intime, plus il est difficile à mettre en évidence. Des enclaves se voient très bien à l’œil nu. Des minéralogies incompatibles s’étudient au microscope et à la microsonde électronique. Dans les cas de mélange complet la géochimie isotopique peut être un argument.

En général un magma qui monte ne peut pas fondre un grand volume de roches encaissantes, si non il se refroidit et se solidifie. Il reste que la contamination par la croûte d’un magma basique existe.

Par les rapports isotopiques du strontium (87Sr / 86 Sr) et du néodyme (143 Nd / 144 Nd), on peut mettre en évidence l’origine mantellique (faible rapport Sr, inférieur à 0,704 et fort rapport Nd, supérieur à 0,5126) ou crustale (rapport Sr supérieur à 0,706 et rapport Nd inférieur à 0,5126) d’une roche magmatique. Les rapports du plomb (206, 207, 208Pb / 204Pb) sont également supérieurs pour les roches d’origine crustale. Mais il s’agit toujours de discussions complexes.