Xénolithe

Définition

La xénolithe (xénolite) est un morceau de roche dans une roche ignée qui n'est pas dérivé du magma d'origine. Les xénolithes sont principalement des roches péridotites riches en olivine contenant du spinelle ou du grenat comme minéral accessoire.

Une xénolithe de péridotite :

Une xénolithe de péridotite dans la phonotéphrite vésiculaire (roche hôte) du champ volcanique de San Carlos, Arizona

Explications

Un xénolithe est un morceau de roche hôte introduit dans un magma lors d'une éruption ou de la mise en place d'un batholite. Ces xénolithes représentent des fragments arrachés en profondeur à un massif rocheux de péridotite à travers lequel le magma de phonotéphrite a été forcé. Leur texture granuleuse résulte de multiples noyaux de cristallisation. La phonotéphrite vésiculaire qui contient ces xénolithes a éclaté au Pléistocène moyen il y a environ 580 000 ans.

Dans ces xénolithes, le vert citron pâle est de la forstérite olivine, les grains noirs sont du spinelle et les rares grains vert émeraude brillant sont du diopside clinopyroxène.

La roche hôte est de la phonotéphrite vésiculaire (téphrite phonolitique). Si vos élèves voient cela comme du basalte vésiculaire, c'est acceptable, car la composition exacte ne peut pas être déterminée sur le terrain et nécessite l'utilisation d'un microscope pétrographique.

Les xénolithes des profondeurs du manteau sont connus d'environ 3 500 localités continentales. La plupart des échantillons sont petits, généralement < 10 cm, mais les grains sont grossiers. Le type principal est la péridotite, similaire aux échantillons des massifs de péridotite alpine ou dragués des zones médio-océaniques.

L'olivine avec Fe/Mg ~0,1 et l'orthopyroxène dominent. Les éclogites, roches constituées presque entièrement de grenat et de clinopyroxène, sont rares et se présentent également sous forme de xénolithes.

Xénolithes crustales

Les xénolithes crustales (encroûtées) sont des fragments de croûte terrestre ramenés à la surface par des éruptions volcaniques. Si l'on peut déterminer la profondeur d'où proviennent les xénolithes par thermobarométrie, il devrait en théorie être possible de reconstituer une coupe crustale.

Bien que les xénolithes métamorphiques puissent être largement classés en fonction de leurs profondeurs crustales, les assemblages de minéraux métamorphiques dans de nombreux xénolithes crustaux inférieurs ne sont pas définitifs pour déterminer des profondeurs précises. Encore plus difficile est le problème de l'estimation des abondances relatives des types de xénolithes dans la croûte.

Certaines lithologies peuvent être suréchantillonnées et d'autres sous-échantillonnées par des magmas volcaniques ascendants. Par conséquent, il n'est généralement pas possible d'obtenir une section crustale unique à partir des seules données de xénolithes.

Les volcanites et les kimberlites contenant des xénolithes existent dans de nombreux contextes tectoniques différents, donnant un large échantillonnage latéral des continents. Les xénolithes de la croûte inférieure des volcanites d'arc sont principalement de composition mafique et les sédiments sont rares à absents. Ces résultats suggèrent que les zones racinaires des arcs modernes sont composées principalement de roches mafiques.

Les xénolithes volcaniques ayant éclaté sur la croûte continentale sont diversifiés sur le plan de la composition et ont des histoires thermiques et de déformation complexes. Les xénolithes métasédimentaires, cependant, sont mineurs par rapport aux xénolithes métaignés.

En général, les xénolithes de granulite mafique sont plus abondants que la granulite felsique, ce qui suggère qu'une croûte inférieure mafique est également importante dans les cratons. La plupart de ces xénolithes semblent être des fontes basaltiques et leurs cumulats qui ont été pénétrés ou sous-plaqués sous la croûte.

Les xénolithes de grade granulite reflètent des profondeurs d'équilibre dans la croûte de > 20 km et quelques > 40 km. Un plus petit nombre de xénolithes métasédimentaires et gneissiques enregistrant des profondeurs similaires dans de nombreuses suites de xénolithes semblent nécessiter une interstratification de roches felsiques et mafiques dans la croûte inférieure.

Là où les âges isotopiques des xénolithes peuvent être estimés, ils vont de l'âge de la croûte hôte à plus jeune ou plus vieux. Par exemple, les xénolithes mafiques de la croûte inférieure du champ volcanique Four Corners dans le plateau du Colorado semblent avoir environ 1,7 Ga, le même âge que le socle précambrien dans cette région.

Dans les roches volcaniques continentales

Les xénolithes trouvés dans les régions cratoniques Archéennes sont caractérisés par les types lithologiques. Les péridotites au faciès du grenat dominent l'inventaire des xénolithes à péridotite à ces endroits. En revanche, loin des cratons, les péridotites au faciès grenat sont rares.

De plus, les suites de xénolithes cratoniques contiennent des échantillons provenant de profondeurs allant des niveaux crustaux à > 200 km, tandis que les xensolithes non cratoniques proviennent de moins de 140 km de profondeur. Il peut y avoir des différences distinctes entre les xénolithes qui ont éclaté sur le craton et celles qui ont éclaté dans les zones stables de la croûte protérozoïque marginales aux cratons.

Par exemple, les harzburgites à grenat subcalcique se trouvent sur la plupart des cratons mais n'existent pas dans les suites circum-cratoniques. De plus, les profondeurs maximales d'équilibrage des suites de péridotites circum-cratoniques sont inférieures à celles des suites de péridotites cratoniques.

Ces différences justifient la distinction entre xénolithes "cratoniques" et "circum-cratoniques". De plus, le magmatisme jeune lié au Rift, marginal aux cratons, échantillonne une lithosphère très mince par rapport à la lithosphère cratonique et circum-cratonique. Les xénolithes échantillonnés dans cet environnement entrent dans la catégorie lâche des xénolithes "non cratoniques".

En rapport avec "xénolithe"

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