Abstract FR:

Nous étudions l'influence du refroidissement d'un réservoir magmatique à partir de la couche limite inférieure sur la différenciation chimique et minéralogique à grande échelle observée dans les grandes intrusions ultrabasiques. Notre approche est expérimentale et nous utilisons un système simple d'un point de vue chimique afin de quantifier l'importance de la convection solutale dans un mush sur l'évolution chimique du réservoir magmatique. La formation des cheminées par lesquelles le liquide résiduel du mush remonte pour se mélanger au réservoir de liquide au-dessus, est un moyen très efficace pour le mush de libérer son liquide résiduel. Nous montrons que pendant le régime cheminées, le nombre de nusselt solutal dépend de la dynamique des cheminées. Celles-ci arrivent à transférer tout le liquide résiduel généré dans le mush vers le réservoir sus-jacent sans que la perméabilité du mush joue un rôle. L'espacement moyen entre 2 cheminées vosines est déterminé par la dynamique de la couche thermique au-dessus du mush, ce qui montre l'importance du superheat dans le système. La moyenne locale de la composition du liquide et du solide dans le mush permet de quantifier l'intensité de la différenciation. On constate que pour une même valeur de température atteinte a différentes hauteurs dans le mush, cette variable est plus évoluée par rapport au liquide initial, pour des hauteurs intermédiaires dans le mush. Le complexe du stillwater montre une forte stratification chimique et minéralogique, comparables a d'autres complexes magmatiques. Nous montrons qu'à grande echelle, l'évolution chimique prédite par un mécanisme de convection solutale dans un système ferme, est qualitativement cohérente avec les données du stillwater, ce qui n'est pas le cas des précédents mécanismes de différenciation connus. La convection solutale initiée dans la couche limite inférieure est donc un mécanisme physique qui permet d'expliquer la différenciation à grande échelle des grandes intrusions magmatiques.