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Magma




  1. #1
    Jeyamalar

    Magma

    Bonjour,

    Est-ce qu'une âme charitable pourrait m'aider pour la question suivante : "déterminer la composition du magma dans lequel le phénocristal de plagioclase a initié sa cristallisation. "
    Indice: il s'agit de déterminer la composition du magma dans le quel le coeur du phénocristal (pt d'analyse 1 dans fig 2: 80% anorthite ) s'est formé

    En vous remerciant pour votre aide


    -----

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    Dernière modification par Jeyamalar ; 11/12/2017 à 08h21.

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  3. #2
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Par ailleurs, j'aurais aussi une autre question :

    2/ déterminer le taux de cristallisation et la température du magma juste avant l'évt 1
    Indice: il s'agit de déterminer la température et la proportion de cristaux auxquels le plagioclase de composition 60% Anorthite (pt d'analyse 5) s'est formé

  4. #3
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Salut,

    la (les) question(s) revient a "sais-tu lire et comprendre un diagramme de phase binaire?" (je suppose que non vu qu'il y a des erreurs deja dans les annotations )

    C'est un peu long a expliquer par ecrit, alors qu'un p'tit schema rend les choses plus faciles a comprendre.

    Si tu ne comprends pas ce que tu dois faire dans ces diagrammes, je te suggeres ce pdf:

    https://d32ogoqmya1dw8.cloudfront.ne...melting.v4.pdf

    ...qui reprend la cristallisation du plagioclase dans un liquide silicate a l'equilibre. Ton exercice n'est pas une cristallisation a l'equilibre mais la 1ere question aura la meme reponse; donc peu importe pour le moment.

    Si tu ne comprends toujours pas, on essaiera par petits bouts

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 11/12/2017 à 15h06.
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  5. #4
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci pour votre réponse

    J'ai regardé votre pdf: j'ai compris qu'au dessus de la courbe du liquidus, on a le liquide. Entre le liquidus et le solidus, on a le liquide + plagioclase. Et au dessous du solidus, on a les plagioclases. Et j'ai compris comment trouver le pourcentage de liquide et de plagioclase.

    Donc cela signifie-t-il que pour ma question 1, la réponse serait : la composition du magma est 50% de plagioclase et 50% de liquide comme dans l'indice on me dit que ça correspond à An80 ?

    En vous remerciant pour votre aide.
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  6. #5
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Donc cela signifie-t-il que pour ma question 1, la réponse serait : la composition du magma est 50% de plagioclase et 50% de liquide comme dans l'indice on me dit que ça correspond à An80 ?
    La reponse que tu donnes n'a pas de sens. La question demandee est la composition du magma (en AnxxAbxx) lorsque ce cristal de plagio apparait. Tu reponds que le magma est fait de 50% de plagio ...sauf si la definition de magma ici ne veut pas dire la phase liquide, mais le systeme; auquel cas, cela devrait etre defini pour eviter la confusion. Si c'est le systeme, la reponse est quand meme fausse pour une cristallisation a l'equilibre*.

    D'autre part, je n'ai aucune idee comment tu arrives a 50% de cristallisation pour une telle valeur

    Le principe d'un diagramme de phase binaire (pour la cristallisation) est de descendre en temperature et d'observer en quoi se "decompose" (=cristal + liquide) le systeme.

    Dans ton exemple, 'M' est la composition du liquide initial. Cette composition est toujours la meme pour l'ensemble du systeme (= cristaux + liquide) dans une cristallisation a l'equilibre. Ce qui va changer au fur et a mesure que la temperature descend, c'est la proportion de cristaux vis a vis du liquide residuel.

    Le liquide 'M' refroidit (=> il suit une ligne verticale) jusqu'a atteindre le liquidus (=> qui donne la temperature ou le premier cristal va apparaitre).

    L'axe horizontal te donne la composition du liquide et la composition du cristal a une temperature donnee.
    La composition du liquide se trouve sur le liquidus, la composition du solide sur le solidus. Sur cette base, tu remarqueras que la composition de ton "1er cristal" ne peut pas etre au bon endroit.

    Lorsque la temperature baisse, la projection verticale de 'M' se trouve entre le solidus et le liquidus, ce qui signifie que le liquide est en cours de cristallisation.
    Dans cet intervalle, la regle ci-dessus est toujours d'application. Pour une temperature donnee, il n'y a qu'une seule composition de liquide en equilibre avec une composition de solide, donnee par une horizontale.

    Cette cristallisation a lieu jusqu'a ce que le solide aie la composition de 'M', qui se trouve etre An80. *Un exercice assez etrange puisqu'il n'y a presque plus de liquide lorsque ce cristal apparait. Es-tu sur que l'enonce est correct? Car cela pose probleme avec la question '2', et les notions semblent plus avancees qu'un exercice basique de thermo (entre autre de la nucleation retardee et un passage d'une cristallisation a l'equilibre vers une cristallisation fractionnee)?

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 11/12/2017 à 16h20.
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  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Je crois que je viens de comprendre. Le 'M' et la X, c'est toi qui les a mis, ca ne fait pas partie de l'exercice?

    Auquel cas, si 'M' n'est pas fixe, l'exercice ne pose pas de probleme et An80 est le premier cristal a apparaitre dans le liquide. Le magma ne peut donc pas etre forme de 50% de cristaux...

    T-K
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  9. #7
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci de votre réponse

    Cela signifie donc que le 1er cristal apparait à 1505 °C. Du coup, il donne dans l'indice la réponse ? Donc le cristal de plagia apparait-il à An80 Et Ab20 ?

    Un pdf inutile supprimé
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    Dernière modification par JPL ; 11/12/2017 à 17h04.

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  11. #8
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Cela signifie donc que le 1er cristal apparait à 1505 °C. Du coup, il donne dans l'indice la réponse ? Donc le cristal de plagia apparait-il à An80 Et Ab20 ?
    non, a 1500ºC, un plagioclase de composition An80 n'est pas stable et va fondre. Le seul cristal stable a cette temperature est ~An95
    D'autre part, on ne te demande pas la composition du cristal (que l'on connait) mais la composition du liquide.
    Composition du cristal pour une temperature donnee => intersection du solidus avec l'horizontale choisie.
    Composition du liquide pour une meme temperature donnee => intersection du liquidus avec cette meme horizontale

    T-K
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  12. #9
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Donc à An80, le premier cristal apparait à environ 1440 °C ?

    Par contre, je suis complément larguée pour la composition du liquide :S

  13. #10
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Donc à An80, le premier cristal apparait à environ 1440 °C ?

    Oui, pour un plagioclase de composition An80, la temperature doit etre de 1440ºC


    Par contre, je suis complément larguée pour la composition du liquide :S
    Pour la temperature de 1440ºC (donc un droite horizontale passant par 1440ºc), il n'y a que deux courbes qui peuvent etre croisees. Le solidus est intersecte pour An80 (la composition du solide = le cristal de plagio); le liquidus est intersecte pour une certaine valeur de Anxx qui represente la composition du liquide a l'equilibre.

    T-K
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  14. #11
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Je viens de comprendre, donc cela signifie-t-il que la composition du magma dans lequel le plagioclase a initié sa cristallisation est An50,Al50 ?

  15. #12
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Si c'est la notation "An" qui te perturbe pour le liquide, cette notation n'est pas applicable uniquement pour le plagioclase.
    Le liquide est un melange de Na, Ca, Al, Si et O; et varie entre NaAlSi3O8 et CaAl2Si2O8. L'axe des abscisses pourrait donc aller de CaAl2Si2 a NaAlSi3 a la place des notations 'An' et 'Ab'. Ces notations ne representent que des proportions de sodium et de calcium dans le plagioclase et dans le liquide.

    T-K
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  16. #13
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Je viens de comprendre, donc cela signifie-t-il que la composition du magma dans lequel le plagioclase a initié sa cristallisation est An50,Al50 ?
    Oui

    A 1440ºC, il n'y a qu'un seul equilibre possible en terme de composition, un plagioclase An80 baignant dans un magma An50.

    T-K
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  17. #14
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci beaucoup pour votre aide !

    Pourriez-vous m'apporter votre aide pour la question 2 si vous avez du temps s'il vous plaît ?

  18. #15
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Il faut utiliser la regle des segments inverses.

    Pour une temperature donnee, on a un segment horizontal qui va du liquidus au solidus. Ce segment horizontal est intersecte par la droite verticale qui correspond a la composition du systeme (ici: An50).

    Pour 1440ºC, on a 0,0000...001% de solide et 99,99...99% de liquid
    Des qu'on est en dessous (ex: 1400ºC), l'intersection entre segment et droite verticale se rapproche de plus en plus du liquidus, et s'eloigne du solidus.
    Ce segment represente 100% du systeme (=solide+liquide), la partie solide est donne par le segment entre l'intersection et le liquidus; la partie liquide entre l'intersection et le solidus. Pour ~1400ºC, le rapport donne grosso modo 20% de solide et 80% de liquide.

    Au fur et a mesure que la temperature descend, la propportion de solide augmente, et le liquide diminue.

    Pour la question 2, on te donne la composition du plagioclase: anorthite-60 (An60); tu peux donc determiner la temperature, puisqu'il n'existe qu'une composition de plagioclase possible pour une temperature donnee.
    Une fois la temperature trouvee. Tu connais, suite a la reponse de la question 1, la composition du systeme (An50), il suffit donc d'appliquer ce que j'ai expliquer plus haut pour une intersection entre l'horizontale correspondant a la temperature trouvee et An50.

    T-K
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  19. #16
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci pour votre réponse

    Donc pour une composition du plagioclase anorthite-60 (An60), la température est d'environ 1470°C.
    Ensuite, pour déterminer le taux de cristallisation, on utilise la règle des segments inverses:

    (liquide/solide) = (An80 - An 70) / (An70- An60).

    Est-ce correct ?

  20. #17
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Donc pour une composition du plagioclase anorthite-60 (An60), la température est d'environ 1470°C.
    Non, pour cette temperature, un plagioclase An60 n'est pas stable, il fond. Tu as juste demontre dans l'exercice precedent que le systeme commence a cristallise a 1440ºC. Il n'y a donc aucun cristal dans le magma a un temperature plus elevee, c'est incoherent.
    (liquide/solide) = (An80 - An 70) / (An70- An60).
    Ca pourrait etre correct si ton systeme a une composition initiale de An70 et que pour 50% de cristallisation, tu avais un plagio An80 et un liquide An60.... mais ta composition initiale n'est pas An70, et aucune temperature ne permet d'obtenir l'equilibre que tu donnes dans l'equation.

    Avant la resolution d'un exercice, Il est essentiel de comprendre ce que represente les differentes courbes et un droite horizontale et verticale dans un diagramme de phase, sinon on nage dans la panade...

    T-K
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  21. #18
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci pour votre réponse

    "Non, pour cette temperature, un plagioclase An60 n'est pas stable, il fond. Tu as juste demontre dans l'exercice precedent que le systeme commence a cristallise a 1440ºC. Il n'y a donc aucun cristal dans le magma a un temperature plus elevee, c'est incoherent."

    J'ai compris mon erreur. J'ai regardé sur la courbe du liquidus au lieu du solidus. Donc un plagioclase An60 est stable à 1300°C, est-ce correct ?

    Par contre, je ne comprends pas après comment avoir le taux de cristallisation

  22. #19
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Je pense que j'ai du mal à comprendre la règle des segments inverses

  23. #20
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    J'ai compris mon erreur. J'ai regardé sur la courbe du liquidus au lieu du solidus. Donc un plagioclase An60 est stable à 1300°C, est-ce correct ?
    Correct

    Je pense que j'ai du mal à comprendre la règle des segments inverses
    Jette eventuellement un coup d'oeil au schema dans la page 9 de cet extrait de mon cours, et voir si ca aide

    L2 - L3 - Phase diagrams - Lecture_extract.pdf

    T-K
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  24. #21
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci pour votre réponse !

    J'ai regardé la page 9 de votre cours.
    Le plagioclase est stable à 1300°C. Je trace l'horizontale passant par 1300°C. Du coup, le taux de cristallisation serait-il An60/An20 ?

    En outre, j'aurais également une autre question à vous posez: Pourriez-vous vérifier s'il vous plait si ma réponse à la question suivante est correcte : "Sur la figure 3, reportez l'évolution de la composition du phénocristal déterminé dans le profil A-B "
    Aide : La composition du solide se lit sur le solidus et il faut reporter les compositions de points d'analyse de 1 à 8

    En vous remerciant pour votre temps

  25. #22
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Je trace l'horizontale passant par 1300°C. Du coup, le taux de cristallisation serait-il An60/An20 ?
    Non, ca c'est le segment complet du systeme (solide + liquide), il ne t'informe de rien du tout (a ce niveau). Il te faut l'intersection avec la composition globale du systeme (An50), comme sur le schema de la page 9, puis transformer en '%'.

    Screen Shot 2017-12-14 at 10.27.07 AM.png

    Pourriez-vous vérifier s'il vous plait si ma réponse à la question suivante est correcte : "Sur la figure 3, reportez l'évolution de la composition du phénocristal déterminé dans le profil A-B "
    Oui, c'est juste le report des valeurs sur le solidus, vu qu'il s'agit de la composition du plagioclase.
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 14/12/2017 à 03h30.
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  26. #23
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci beaucoup de votre réponse !

    J'ai tracé l'intersection en bleu sur le fichier-joint. Mais j'arrive toujours pas à comprendre quel est le rapport que je dois trouver et surtout comment l'avoir en pourcentage

    En vous remerciant pour votre aide
    Images attachées Images attachées

  27. #24
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Par ailleurs, pourriez-vous m'aider aussi pour une dernière question:

    - Déterminez alors l'évolution de la composition du magma hôte
    Aide: La composition du liquide se lit sur le liquidus et il faut y reporter les compositions des liquides dans lesquelles les zones de 1 à 8 du cristal de plagioclase se sont formés.


    En vous remerciant pour votre aide

  28. #25
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Mais j'arrive toujours pas à comprendre quel est le rapport que je dois trouver et surtout comment l'avoir en pourcentage
    Pour 1300ºC, tu as 3 valeurs ('20', '50' et '60'). '20' a '60' est le systeme complet; '20' a '50' represente la proportion solide, '50' a '60' represente la proportion liquide. Je ne peux pas t'aider plus que cela, le reste est de l'arithmetique d'ecole primaire.

    - Déterminez alors l'évolution de la composition du magma hôte
    Je me repete, mais si tu ne comprends pas ce que represente les differentes courbes sur le diagramme de phase, resoudre cet exercice ne sert a rien. A ce point-ci de la discussion, j'aurais esperer que cette derniere question ne soit qu'une formalite.

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

  29. #26
    Jeyamalar

    Re : Magma

    Merci de votre réponse !

    Je crois que je viens de comprendre :

    Pour un plagioclase de composition An60, la température doit être de 1300°C.

    Pour la température de 1300°C, il n'y a que deux courbes qui peuvent être croisées :
    -le solidus est intersecté pour An60 ( la composition du solide = le cristal de plagio)
    - le liquidus est intersecté pour An 20 (composition du magma)

    Donc pour déterminer le taux de cristallisation, on utilise la règle des segments inverses:
    %liquide =(60-50)/ (60-20) * 100 = 25 %
    %solide =(50-20)/ (60-20) * 100 = 75 %

    Cl: le taux de cristallisation est de 75 %

    Est-ce correcte ?

    En outre pour déterminer l'évolution de la composition du magma hote faut-il faire le même raisonnement que pour la question 1 mais pour tous les points ?


    En vous remerciant pour votre aide

  30. #27
    Tawahi-Kiwi

    Re : Magma

    Citation Envoyé par Jeyamalar Voir le message
    Est-ce correcte ?
    Bin voila. On y arrive

    En outre pour déterminer l'évolution de la composition du magma hote faut-il faire le même raisonnement que pour la question 1 mais pour tous les points ?
    Oui, tu suis l'evolution des points le long du liquidus (puisque c'est lui qui dicte la composition du magma). Tu commences avec le point de la question (1) et pour chaque donnee concernant la composition du plagioclase, une seule composition de liquide peut y correspondre.

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

  31. #28
    Jeyamalar

    Re : Magma




    Merci de votre réponse !

    Décrivons l'évolutions de la composition du magma hôte:

    - point 1: 1440°C --> An 50, Al50
    - point 2: 1400°C --> An 40, Al60
    - point 3: 1350°C --> An 25, Al75
    - point 4: 1440°C --> An 50, Al50

    Et je fais le même raisonnement pour les points restants, c'est bien ça ?



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