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Projet de Maîtrise en Sciences de la Terre sous la supervision du Dr Michael D. Higgins.
Description du projet
Les processus à l'intérieur des chambres magmatiques sont complexes et difficiles à étudier. Les textures des roches volcaniques sont le résultat de tous les processus qui se sont produits à partir du stade magmatique initial jusqu'à la solidification de la roche. Étudier la taille des cristaux est la façon la plus connue de quantifier les textures. Cette quantification se fait à l'aide de la théorie de la distribution de la taille des cristaux (DTC) qui décrit les changements de taille et de nombre de cristaux en fonction du temps.
L'étude a été faite sur des cristaux de plagioclase d'échantillons de basaltes alcalins provenant de volcans Eldfell, Surtsey et Helgafell qui font partie du système magmatique de Vestmannaeyjar dans le Sud Ouest de l'Islande.
La partie scoriacée des échantillons de laves a été utilisée puisqu'elle représente le matériel refroidi le plus rapidement, ce qui permet d'éviter les effets de la cristallisation pendant l'écoulement de la lave. Les lames minces ont été faites à partir de ces échantillons et photographiées à l'aide d'un microscope optique. Des mosaïques de ces photographies ont été faites afin de digitaliser environ 400 cristaux par échantillon. Les données ainsi recueillies sont traitées à l'aide du logiciel CSD CORRECTION.
En général, pour les roches volcaniques, la partie gauche des graphiques de DTC est linéaire et devient légèrement courbée vers la droite du graphique. La pente et l'ordonnée à l'origine des graphiques de DTC sont déterminées à partir d'une régression linéaire. Une variation significative de la forme des DTC, de la densité de cristaux et de la densité de population de petits cristaux est observée avec le temps et ce pour une même éruption (volcan Eldfell).
Ces variations peuvent être expliquées par le mûrissement textural. En effet plus un magma est mûr texturalement plus sa pente de DTC sera faible. Ce qui explique que les échantillons de la première phase de l'éruption du volcan Eldfell ont une pente plus faible que les échantillons de la dernière phase de l'éruption qui montrent une pente de DTC élevée.
La théorie du mûrissement textural est appuyée par la géochimie puisque c'est le fractionnement de clinopyroxène qui serait la phase principale de l'évolution des magmas du système de Vestmannaeyjar. L'accumulation et/ou le fractionnement des plagioclases ne peut donc pas expliquer les variations des DTC.
À partir de ces variations de DTC, un modèle de chambre magmatique sub-volcanique est proposé. Ce modèle, présente les échantillons de la fissure du volcan Eldfell comme les restes d'un vieux magma alors que les échantillons des dernières coulées représenteraient le nouveau magma.
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