Différenciation magmatique

La différenciation magmatique désigne les processus par lesquels un magma se scinde en portions chimiquement et minéralogiquement différentes, chacune d'entre elles pouvant évoluer indépendamment.

Magma primaire et magma différencié 
Le manteau supérieur terrestre est majoritairement constitué de péridotites riches grains d'olivine. La fusion partielle de ces péridotites mantelliques se traduit par des gouttelettes de liquide magmatique, intercristallin, qui , et former un magma primaire. Dans une zone diapirique, ce magma primaire apparaît vers  de profondeur et remonte vers la surface, comme le résidu mantellique devenu lui aussi plus léger, en particulier à cause de la fusion du grenat (« sillage » résiduel constitué de péridotite appauvrie). Ce résidu remonte donc . Vers  de profondeur, le niveau structural devient dur et cassant, favorisant la formation d'un réseau de fractures dans lequel s'injecte le magma. , ce qui favorise la formation d'un réservoir magmatique. Lorsque ce réservoir alimente un volcan, il est appelé chambre magmatique.

La fusion partielle des péridotites du manteau supérieur ou des roches crustales produit des magmas primaires, liquides de composition globalement basaltique. Si les magmas primaires subissent des modifications (cristallisation fractionnée, contamination-assimilation, mélange de magma), il se forme des magmas différenciés, liquides de composition globalement granitique.

Cette fusion est contrôlée par plusieurs facteurs (température, pression c'est-dire profondeur de genèse, composition des roches, conditions redox…) qui varient selon les contextes géodynamiques. Elle .

Processus de différenciation magmatique 

Ces processus font intervenir :
 la cristallisation fractionnée (modèle proposé par le pétrologiste Norman Levi Bowen en 1915) ;
 la contamination-assimilation : le magma incorpore des éléments chimiques de la croûte continentale par diffusion simple ou par circulation de fluide autour de l'intrusion ; le magma arrache des fragments d'encaissant lors de son ascension, ou tombés du toit de la chambre magmatique (phénomène de contamination). Les matériaux dérivés des roches encaissantes se retrouvent sous forme d'enclaves intactes incorporées par le liquide magmatique, ou de xénocristaux désaggrégés. Les enclaves sont susceptibles de montrer des transformations chimiques qui révèlent leur assimilation partielle par trois types de réactions (la fusion, la dissolution et l'échange d'ions). Le processus de contamination-assimilation conduit parfois à leur assimilation totale (phénomène appelé digestion). Plus le gradient chimique entre le magma et son encaissant crustal est important, plus ce processus est efficace ;
 le mélange (ou hybridation) de magmas entre liquides silicatés de compositions chimiques différentes («  », mélange homogène total de deux magmas cogénétiques, ou «  », mélange hétérogène car partiel, d'où la présence d'enclaves), modèle proposé par le chimiste Robert Bunsen dès 1851 et qui fait son retour à partir des années 1950 . Ce phénomène est très courant dans les réservoirs volcaniques.

Les différentes roches issues de ces magmas plus ou moins différenciés constituent une série différenciée.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 
 Série de réactions de Bowen
 Chambre magmatique
 Différenciation planétaire

Liens externes 
 

Magmatisme
Cristallogenèse
Phénomène magmatique