Modélisation de la formation de motifs périodiques dans un système eutectique binaire formant un corps igné

Abstract

Les oscillations en composition et taille des grains peuvent parfois être générées dans les intrusions magmatiques, produisant des motifs caractéristiques à l’échelle du centimètre au mètre sous forme de couches cycliques. Il est essentiel de comprendre l’origine de ces motifs afin d’établir les circonstances géologiques de formation de ces corps. Nous travaillons avec l’hypothèse que ces motifs sont le résultat d’un processus d’auto- organisation non linéaire selon lequel l’interaction entre la dynamique de cristallisation et la diffusion cause la ségrégation des minéraux selon leur nature et leur taille. Ce mécanisme est semblable à celui à l’origine des bandes de Liesegang et mène à des caractéristiques comparables, telles qu’une progression géométrique de la position des bandes. Dans le but d’obtenir une description plus complète du processus de formation des motifs périodiques dans le contexte d’un système magmatique eutectique binaire en contact avec une roche- mère plus froide, nous présentons un modèle numérique en une dimension de nucléation et croissance qui généralise les modèles précédents. Notre modèle inclut une correction tenant compte de l’effet de la porosité sur la tortuosité, ainsi que le mûrissement d’Ostwald, facul- tativement. La solidification est contrôlée par des paramètres clés déterminant l’émergence du motif. De plus, en utilisant une géométrie sphériquement symétrique, notre modèle peut être appliqué à la formation de granites orbiculaires.