Cristallisation fractionnée
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La cristallisation fractionnée est la cristallisation progressive d'un magma due à des changements de conditions physico-chimiques. Ces changements de conditions physico-chimiques sont en général une baisse de pression et de température dues à la montée du magma au travers de la croûte terrestre, ou une augmentation de pression due à l'affrontement de plusieurs plaques tectoniques.
Au fur et à mesure de la cristallisation fractionnée, les minéraux formés sédimentent au fond de la poche magmatique. Pour schématiser, les minéraux ferro-magnésiens cristallisent et sédimentent les premiers, pour laisser un magma différencié, le magma résiduel enrichi en silice. les différentes roches issues de ces magmas plus ou moins différenciés constituent une série différenciée.
La est le fait que la cristallisation des silicates dans un magma se fasse dans un ordre bien défini, selon la suite réactionnelle de Bowen, produit des assemblages minéralogiques différents : ultramafiques, mafiques, intermédiaires et felsiques. Ces quatre assemblages définissent quatre grands types de roches ignées.
Prenons comme exemple la cristallisation d'un magma qui refroidit dans une chambre magmatique. Les cristaux ne vont pas se former tous en même temps comme l'exprime la série de Bowen. Les premiers minéraux à cristalliser seront évidemment les minéraux de haute température, olivine d'abord, pyroxènes et amphiboles ensuite. Ces cristaux vont se former dans le magma et vont sédimenter vers la base de la chambre magmatique pour former une roche riche en olivine, pyroxène et amphibole, une roche ignée mafique, un gabbro par exemple. Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux; on aura donc un magma de composition différente de sa composition initiale. Ce magma aura une composition disons intermédiaire.
Si ce magma est introduit dans une chambre secondaire et qu'il poursuit son refroidissement, les premiers minéraux à cristalliser seront les amphiboles, les biotites, le quartz et certains feldspaths plagioclases, ce qui produira une roche ignée intermédiaire, une diorite par exemple. Si ce magma fait son chemin jusqu'à la surface, on aura des laves andésitiques. Ainsi, à partir d'un magma de composition donnée, on peut obtenir plus d'un type de roche ignée.
