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Magmatisme de l'Islande, dorsale et (ou) de point chaud ?



  1. #1
    Lightw4v33

    Magmatisme de l'Islande, dorsale et (ou) de point chaud ?


    ------

    Bonjour,

    A l'approche d'un partiel de Géochimie et n'ayant pas eu droit à un très bon pédagogue cette année je me retrouve maintenant avec quelques difficultés et je sollicite votre aide. (je suis en L3 biologie chimie de l'environnement)
    Ainsi j'ai eu l'occasion de découvrir le partiel de Géochimie qui est tombé l'an dernier et j'ai vraiment beaucoup de mal à le traiter. Ce serait vraiment sympathique de votre part si vous pouviez me donner quelques pistes et éléments de réponses ainsi que des liens qui pourraient m'aider.

    Voici donc le sujet :

    Le magmatisme de l'Islande, un magmatisme de dorsale et (ou) de point chaud ?

    Enoncé

    L'Islande présente la double particularité d'être un point chaud et de se situer à l'aplomb de l'axe de la dorsale Nord-Atlantique. L'objectif de cet exercice est de rechercher à travers diverses données géochimiques des roches volcaniques l'origine (ou les origines) du magma primaire et de tester un mécanisme explicatif de la diversité des laves dans certaines régions de cette île.
    La figure 1 exprime la fréquence des diverses catégories de laves dans trois régions (figure 1a : Askja; 1b : péninsule de Reykjane; 1c : Hekla), la teneur en Na2O des basaltes en ces divers lieux reportés sur une carte exprimant la profondeur du MOHO (figure 1d), les qualités isotopiques des laves d'Islande comparées à celles des autres basaltes de la dorsale Atlantique (figure 1e) enfin. Sur ce diagramme, le point BABI correspond aux Na2O prise en compte ici est en fait une teneur normalisée notée Na8 pour une concentration en MgO de 8% des basaltes de manière à éliminer les effets d'une possible cristallisation fractionnée d'olivines précoces riches en cet élément et ainsi à ne révéler que les effets de la fusion partielle.
    La figure 2 traduit sous forme d'un diagramme normalisé par rapport aux chondrites (spidergram) les caractéristiques en terme de terres rares de diverses laves d'Islande; sont fournis à titre de comparaison les spectres des MORB et des OIB. Les terres rares sont ordonnées en fonction de leur compatibilité, croissante de gauche à droite.

    Questions

    1 - Exploitez les données des trois histogrammes (1a, 1b et 1c) de la figure 1 pour déterminer selon les secteurs les caractères généraux du volcanisme de l'Islande en précisant à quel type de roche correspond chaque catégorie définie en abscisse par sa teneur en silice.

    2 - A partir des données les plus appropriées des figures 1 et 2, argumentez l'origine (ou les origines) possible(s) des magmas basaltiques de la région centrale (secteurs de l'Hekla et de l'Askja) d'une part, de la péninsule de Reykjanes d'autre part.

    3 - En faisant l'hypothèse que le sodium est un élément stricteent incompatible (hypothèse très simplificatrice mais commode ici), calculez le taux de fusion dans chaque cas sachant que la teneur massique moyenne en Na2O des péridotites fertiles (de tyle lherzolite) dans l'Atlantique Nord (échantillons des failles transverses Vema et Romanche) est de 0,4% environ. Proposez une interprétation à ces différences.
    Rappel : le taux de fusion F est défini pour un élément hygromagmaphile par la relation : F = (Ci/Cm)*100 où Ci est la concentration massique initiale dans la roche mère de l'élément considéré et Cm la concentration dans le magma.

    4 - Que suggère la disparité du cortège de laves entre la péninsule de Reykjanes et le centre de l'Islande sur l'évolution du magma dans chaque cas ? Quel facteur pourrait être ici responsable de cette disparité ?
    Il est possible, par ailleurs, de démontrer à partir de l'usage des éléments incompatibles que toutes les laves ont même origine quelle que soit leur chimie : cela conduit à reconnaître le processus de différenciation magmatique comme facteur majeur de la diversité des laves. L'observation en lames minces des basaltes permet en outre d'identifier comme minéraux précoces des plagioclases à dominante calcique (anorthite - teneur massique en silice de 43%), de l'olivine (teneur massique en silice de 42%) et de la magnétite (Fe3O4)

    5 - En tablant sur une cirstallisation partielle de 15 % en masse de plagioclase, 10% d'olivine et 5% de magnétite à partir d'un magma primaire à 48% de silice, déterminer la composition en silice du magma secondaire restant. Représentez graphiquement l'état initial (masse mo) et l'état final (magma restant ou secondaire et cumulats de minéraux précoces). A quel type de lave correspondrait ce magma secondaire ?

    Figure 1 :

    Figure 2 :


    Voilà j'ai vraiment du mal à démarrer, j'espère que vous pourrez me donner un petit coup de main, Merci !

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  4. #2
    Lightw4v33

    Re : Magmatisme de l'Islande, dorsale et (ou) de point chaud ?

    Un peu d'aide svp

  5. #3
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Magmatisme de l'Islande, dorsale et (ou) de point chaud ?

    salut,

    Question 1 : Ca ne devrait pas etre trop complique: Il suffit de comparer la teneur en silice des trois zones volcaniques et leur emplacement sur la carte. La teneur en silice est essentiellement (dans ce cas-ci) un resultat de la cristallisation fractionee. Pour le nom des laves, je te renvoie a quelques part dans ton cours ou une classification doit etre disponible (sinon essaie classification de Streckeisen dans Google; ca devrait t'aider).

    Question 2 : Les donnees isotopiques et les terres rares sont les plus parlantes sur le sujet. Dans ce cas-ci; il s'agit essentiellement de comparaison avec d'autres roches clairement identifiees comme les basaltes de dorsales (MORB) et les basaltes d'iles oceaniques (OIB). Le diagramme Sr-Nd montre que les laves d'Islande sont dans la zone couverte a la fois par les MORB et les OIB (rem. La differentiation n'a pas d'influence sur les isotopes). Les spidergrams montrent que les roches de la zone centrale de l'Islande sont particulierement enrichies en REE legere alors que les roches des Reykjanes donne un spectre REE plus plat. Cela est a compare a la signature type des MORB et des OIB.

    Question 3 : on demarre avec 0.4% de Na2O. Strictement incompatible signifie que des que la lherzolite commence a fondre, l'entierete du sodium est dans la phase liquide. Plus la lherzholite fond (plus F est eleve); plus le sodium est "dilue" dans le magma forme. Avec une meme roche initiale; 1.7% dans un magma signifie que la fusion a ete plus intense que dans une roche a 2.5%. Avec la formule donnee; tu peux calculer F.

    Question 4: Premiere indication est la profondeur du Moho. Une croute epaisse permet une differentiation plus importante vu que le magma prend un temps considerable a atteindre la surface. La fusion est egalement plus profonde et donc eventuellement moins aboutie (cf. donnees Na2O et les terres rares)
    Deuxieme indication : la teneur en silice. Le taux de fusion partielle applique a la source initiale est un facteur mais il est largement insuffisant pour expliquer les teneurs en silice de l'Askja. Lors de la differentiation, les trois magmas sont globalement identiques a ~50% de SiO2. La cristallisation fractionee entraine la formation d'olivine, plag et magnetite; tout trois mineraux pauvres en SiO2 (inferieur au magma dans lequel il apparaissent). En consequence; le magma s'enrichi progressivement en SiO2 au cours de la differentiation par la precipitation continue de ces trois mineraux. Reste a prendre ces deux informations pour obtenir une explication coherente.

    Question 5: Compte-tenu de ce que j'ai rapidement explique dans la question ci-dessus; il suffit de recalculer ce qui arrive a un magma initial a 48% de SiO2 si les trois mineraux cristallisent dans les proportions donnees.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  6. #4
    Lightw4v33

    Re : Magmatisme de l'Islande, dorsale et (ou) de point chaud ?

    Merci c'est vraiment sympa d'avoir pris le temps d'étudier tout ça et de m'avoir aidé. ça va me permettre de mieux comprendre mon cours !
    Encore merci

  7. A voir en vidéo sur Futura

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