4. Constitution du manteau supérieur et genèse des magmas basaltiques
Une péridotite à quatre phases (olivine, orthopyroxène, clinopyroxène et phase alumineuse) capable de donner naissance, par fusion partielle, à des magmas basaltiques serait le matériau constitutif essentiel du manteau supérieur. Les lherzolites, harzburgites et dunites observées à la surface, en massifs ou en enclaves, ne représenteraient dans la plupart des cas que le résidu réfractaire de l'anatexie ayant, à des degrés variables, affecté la péridotite primaire.
Diverses compositions chimiques théoriques ont été proposées pour cette péridotite primaire (avant fusion partielle) du manteau supérieur. La plus couramment utilisée est la pyrolite III de Green et Ringwood, qui se distingue de la composition moyenne des lherzolites à spinelle ou à grenat par des teneurs plus élevées en Al2O3, FeO, CaO, TiO2, K2O et Na2O. Les travaux expérimentaux ont montré qu'à cette composition correspondent, pour des pressions croissantes, des assemblages lherzolitiques successivement à plagioclase, à spinelle puis à grenat, évolution minéralogique qui existerait au sein du manteau supérieur, depuis les zones les plus superficielles jusqu'aux plus profondes. Dans certaines conditions, encore mal élucidées (diminution adiabatique de la pression ou augmentation locale de la température), cette péridotite fondrait partiellement. La composition du liquide anatectique ainsi produit, « basalte » primaire, dépend alors de trois facteurs :
– la profondeur à laquelle s'opère la fusion, donc de la pression et de la température, qui, elles-mêmes, conditionnent la composition minéralogique de la péridotite primaire ;
– le degré de fusion, c'est-à-dire de la proportion de liquide produit ;
– la pression partielle et la composition de la phase fluide.
À la fusion succède la ségrégation puis l'ascension vers la surface du magma formé. Au cours de ces deux étapes se produiraient des phénomènes complexes de cristallisation fractionnée […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 6 pages…
