Les Textures de Croissance Rapide dans Les Roches Magmatiques Basiques et Ultrabasiques : Etudes Expérimentale et Nanoscopique
Les cristaux développant des morphologies de croissance rapide (squelettique ou dendritique) sont présents dans de nombreuses roches magmatiques basiques et ultrabasiques.Il y a un lien entre la morphologie cristalline et l'histoire thermique d'une roche. Une description détaillée de ces textures et leur reproduction par la pétrologie expérimentale doit permettre d'estimer les conditions de cristallisation des roches les contenant.
Des expériences de cristallisation dynamique utilisant des rampes de refroidissement contrôlées sont réalisées afin d'établir l'évolution de la morphologie des cristaux de forstérite en fonction de la vitesse de refroidissement et de la température de fin d'expérience (température de trempe). Les charges expérimentales synthétisées sont observées en combinant trois types de microscopies (microscope optique, électronique à balayage et en transmission) et analysées chimiquement au moyen d'une microsonde électronique.
Des coupes effectuées dans les charges expérimentales parallèlement au plan (010) de l'olivine nous a permis de proposer le modèle morphologique suivant cristaux: automorphes ou tabulaires Þ cristaux squelettiques Þ cristaux dendritiques.
Le développement d'une nouvelle morphologie ne détruit pas la précédente, mais au contraire se superpose à celle ci. Les dendrites correspondent à une accumulation de petites entités qui ont toutes la même forme. Cette dernière est la copie de la morphologie en cristal creux (morphologie squelettique). L'accumulation des petites entités résulte d'un mûrissement précoce et ne correspond pas à la forme de croissance.
L'évolution de la morphologie de la forstérite est corrélée à des variations de mécanisme de croissance. Les cristaux automorphes ont une croissance contrôlée par les mécanismes d'interface, alors que les morphologies squelettiques et dendritiques ont une croissance contrôlée par la diffusion. La transition squelettique-dendritique serait due à l'accumulation des impuretés à l'interface du cristal.
Ces résultats expérimentaux apportent un éclairage nouveau pour l'interprétation du mode de cristallisation des komatiites : contrairement à ce qui communément admis, les cristaux dendritiques de la zone à macro-spinifex (A3) résultent d'un refroidissement lent.
Un modèle thermique par simple conduction, mais incluant deux mécanismes de croissance dendritique : croissance par refroidissement rapide au toit de la coulée et croissance contrainte dans un gradient thermique faible au cœur de la coulée, pourrait engendrer la structure si spectaculaire des komatiites.