Fusion partielle et différenciation magmatique

Une roche ne fond pas nécessairement en une seule fois ni en donnant un liquide de même composition que le solide initial. La fusion partielle et la cristallisation fractionnée répartissent les éléments selon leurs affinités pour les minéraux et le liquide. Un élément incompatible reste préférentiellement dans le liquide ; le coefficient de partage doit préciser les phases et le modèle.

Dans une fusion à l'équilibre simple, le liquide et le solide résiduel restent en équilibre jusqu'à séparation. Avec fraction fondue $F$, concentration initiale $C_0$ et partage global constant $D=C_s/C_l$, le bilan donne $C_0=FC_l+(1-F)C_s$, donc $C_l/C_0=1/[D+F(1-D)]$. Une fusion fractionnée avec extraction continue n'obéit pas à cette même formule.

Un élément trace fictif a $C_0=10$ppm et $D=0{,}10$. Pour $F=0{,}20$, le dénominateur vaut0,28 ; $C_l=35{,}714$ppm et $C_s=3{,}571$ppm. Le bilan $0{,}20C_l+0{,}80C_s=10$ppm retrouve la source. L'enrichissement du liquide ne crée pas d'élément ; il concentre une quantité dans une fraction plus faible de matière. Les valeurs arrondies doivent être gardées assez précises pour le contrôle.

Le tableau oppose concentrations et fractions massiques du modèle. Le liquide enrichi ne constitue qu'un cinquième de la masse ; multiplier chaque concentration par la fraction correspondante restitue le bilan global.