Diagramme QAPF interactif

Qu’est-ce que le diagramme QAPF ?

Le diagramme QAPF est le double triangle de la classification modale des roches magmatiques recommandée par la sous-commission de l’IUGS. On y place une roche d’après les proportions en volume de ses minéraux clairs, une fois les minéraux mafiques mis de côté. Il ne décrit pas la chimie de la roche et ne couvre pas toutes les roches magmatiques.

Le triangle supérieur joint le quartz, le feldspath alcalin et le plagioclase. Le triangle inférieur joint les feldspathoïdes aux deux feldspaths. L’arête commune est le côté sans quartz et sans feldspathoïde.

Signification de Q, A, P et F

Les lettres désignent des groupes de minéraux, comptés en volume, tels que les définit Le Maitre (2002, §2.1.1).

• Q : quartz, tridymite et cristobalite.
• A : feldspath alcalin, y compris l’albite de An0 à An5.
• P : plagioclase de An5 à An100, et scapolite.
• F : feldspathoïdes, ou foïdes, dont la néphéline, la leucite, la kalsilite, l’analcime.
• M : les autres minéraux, surtout les mafiques, les opaques et plusieurs accessoires.

Q + A + P + F + M = 100 %. Q et F ne sont pas présents ensemble dans une roche à l’équilibre : si l’un est là, l’autre est absent.

Principe de la classification de Streckeisen

Albert Streckeisen a fixé les noms de racine des roches plutoniques (1976), puis ceux des roches volcaniques (1978). L’IUGS les a repris dans Le Maitre (2002). Les limites horizontales sont des teneurs constantes en quartz ou en feldspathoïdes. Les autres limites sont des lignes de rapport plagioclase constant : P′ = 100 × P / (A + P).

Sur le pôle quartz, les coupures de P′ sont 10, 35, 65 et 90. Sur les champs 11 à 14, elles sont 10, 50 et 90. Le diagramme ne s’utilise que si M est inférieur à 90 %. Au-delà, la roche est ultramafique.

Comment normaliser une composition ?

On ne met sur le triangle que le pôle concerné. Pour une roche à quartz : Qn = 100 × Q / (Q + A + P), et de même pour A et P. Pour une roche à feldspathoïdes : Fn = 100 × F / (F + A + P). M ne entre pas dans ce recalcul. Une composition déjà fermée sur Q, A et P, par exemple 20, 30 et 50, reste inchangée. Multiplier les trois nombres par un même facteur ne change pas le point.

L’exemple de Le Maitre (2002) part de Q = 10, A = 30, P = 20 et M = 40. Le pôle QAP vaut 60, donc Qn = 16,7, An = 50 et Pn = 33,3. Le rapport plagioclase vaut 40 : c’est une monzonite quartzique, champ 8*.

Ces formules supposent des proportions modales en volume. Un mode relatif, où les nombres ne sont que des parts entre eux, se normalise de la même façon, mais ce n’est pas un pourcentage de la roche. L’outil sépare les deux saisies. Un pourcentage chimique, comme SiO2 en poids, n’est pas une coordonnée du triangle.

Différence entre diagrammes plutonique et volcanique

Les numéros de champs sont les mêmes. Les noms ne le sont pas. Le granite des champs 3a et 3b devient une rhyolite. La granodiorite et la tonalite deviennent une dacite : le champ 5 volcanique ne s’appelle pas tonalite. La syénite devient un trachyte, la monzonite une latite, la syénite à feldspathoïde une phonolite. Le champ 15 plutonique est une foïdolite non subdivisée. Le champ 15 volcanique est découpé en foïdite phonolitique, foïdite téphritique ou basanitique, et foïdite au sens strict.

Au-dessus de 60 % de quartz, le diagramme plutonique nomme un granitoïde riche en quartz, puis une quartzolite à partir de 90 %. La figure volcanique ne donne pas de nom de racine dans cette zone.

Exemples de classification

L’exemple « diorite ou gabbro » reste ouvert : M est supérieur à 10 et la teneur An du plagioclase n’est pas saisie. Un point posé exactement sur une limite, par exemple Q = 20 avec P′ = 50, appartient aux champs 3b et 8* en même temps.

Champs et noms de racine

La table suit les figures 2.4, 2.5, 2.11 et 2.12 de Le Maitre (2002). Un tiret marque l’absence de nom de racine pour ce groupe. Les champs 9, 10 et leurs variantes gardent plusieurs noms tant qu’un critère complémentaire manque.

Différence entre QAPF et TAS

Le QAPF demande un mode : on a compté les minéraux. Le TAS (total alcalins – silice) demande une analyse chimique, recalculée hors eau et CO2, et s’utilise pour une roche volcanique dont le mode ne peut pas être déterminé, à cause du verre ou du grain trop fin. Les noms peuvent se ressembler sans désigner le même champ. Une phonolite modale du champ 12 n’est pas automatiquement la tephriphonolite du champ TAS U3.

Limites de la méthode

• M ≥ 90 % : roche ultramafique, autre diagramme.
• Roche pyroclastique : classification des pyroclastes, pas le QAPF.
• Lave dont on ne peut pas compter les minéraux : TAS, pas une invention de mode.
• Quartz et feldspathoïdes tous deux présents : hors du double triangle usuel.
• Diorite, gabbro et anorthosite : il faut M et la teneur An du plagioclase.
• Basalte et andésite : il faut l’indice de couleur et SiO2 (tableau 2.11).
• Téphrite et basanite : il faut l’olivine normative CIPW, en poids.
• Charnockites, mélilitites, lamprophyres, carbonatites et kimberlites : d’autres chapitres de la même recommandation.

Un point posé sur une limite n’est pas forcé dans un seul champ. L’outil indique les champs qui partagent cette limite.

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FAQ

Le diagramme QAPF classe-t-il toutes les roches magmatiques ?

Non. Il classe les roches dont le mode minéralogique est connu et dont les minéraux mafiques M restent inférieurs à 90 %. Les roches ultramafiques, les pyroclastites, et la plupart des laves trop fines ou vitreuses pour qu’on en compte les minéraux, relèvent d’autres diagrammes. Le TAS est le recours chimique usuel pour les roches volcaniques.

Pourquoi le quartz et les feldspathoïdes ne peuvent-ils pas être saisis ensemble ?

Dans un magma à l’équilibre, le quartz et les feldspathoïdes ne cristallisent pas ensemble. Le Maitre (2002, §2.1.1) le pose comme règle du mode : si Q est présent, F est absent, et inversement. L’outil refuse ce cas au lieu de choisir un triangle en silence.

Le diagramme volcanique reprend-il les noms du diagramme plutonique ?

Non. Les numéros de champs sont les mêmes, les noms de racine non. Un granite devient une rhyolite, une granodiorite ou une tonalite devient une dacite, une monzonite devient une latite, une syénite à feldspathoïde devient une phonolite. Le champ 5 volcanique ne s’appelle pas tonalite.

Comment distinguer une diorite d’un gabbro ?

Dans le champ 10, l’anorthosite correspond à M < 10 %. Au-dessus, la diorite a un plagioclase An < 50 et le gabbro un plagioclase An > 50. Sans cette teneur, l’outil donne les deux possibilités. Pour les laves des champs 9 et 10, basalte et andésite se séparent par l’indice de couleur et SiO2, pas par le seul triangle.

Quelle est la différence entre un pourcentage modal et un pourcentage chimique ?

Le QAPF utilise des proportions modales en volume : la part de quartz, de feldspath alcalin, de plagioclase, de feldspathoïde et des autres minéraux dans la roche. Le TAS utilise des pourcentages chimiques en poids, surtout SiO2 et Na2O + K2O. Les deux échelles ne se convertissent pas l’une dans l’autre.

Sources

• Le Maitre, R. W. (éd.), 2002 — Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms, 2e éd. Cambridge University Press. Référence des limites, des numéros de champs et des noms de racine.
• Streckeisen, A., 1976 — To each plutonic rock its proper name. Earth-Science Reviews, 12, 1–33. Diagramme plutonique repris par Le Maitre, fig. 2.4 et 2.5.
• Streckeisen, A., 1978 — Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites and melilitic rocks. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen, 134, 1–14. Diagramme volcanique repris par Le Maitre, fig. 2.11 et 2.12.
• Streckeisen, A., 1979 — Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites, and melilitic rocks. Geology, 7, 331–335. Recommandations de la sous-commission citées par Le Maitre (2002).
• USGS Geologic Rock Terms — Thésaurus des termes de roches. Lecture complémentaire : les limites du diagramme viennent de Le Maitre (2002), pas de ce thésaurus.
• GSA Today, article G384A — Ressource complémentaire sur la classification des roches. Les champs de l’outil suivent les figures IUGS de Le Maitre (2002).