Processus orogéniques JFM 2010

Cycle de Wilson J. Tuzo Wilson 1908 – 1993 http://geollab.jmu.edu/Fichter/Wilson/wilsoncircl.html

  A - Craton stable – supercontinent    B – Fissuration continentale - rift C – Dispersion – expansion D, E – Convergence F – Collision intercontinentale G - Craton stable – supercontinent

EXPANSION OCEANIQUE

Dorsales, marges passives Expansion océanique; accrétion de la C.O. Rift axial Morphologie de la dorsale et vitesse d’expansion Sédimentation océanique Sédimentation sur les marges passives

Evolution d’un rift actif

Morphologie d’un océan

Eléments d’un océan Dorsales et bassins océaniques Marges passives Plateaux et îles océaniques

Thermal and mechanical structure Composition Chemical & Geophysical Thermal and mechanical structure Composition 1000°C 1300°C

Dorsales et bassins : morphologie

Vitesse d’expansion

Dorsales lentes, dorsales rapides

Morphologie transversale et vitesse d’expansion

Morphologie du rift axial

Þingvellir (Thingvellir)

Dorsale lente / dorsale rapide

Morphologie longitudinale: segmentation Segmentation de 1er ordre: failles transformantes

Segmentation d’ordres inférieurs

Dorsales : tectonique Extension ↔ failles normales Domaine superficiel : cassant Domaine profond : ductile

Fracturation superficielle

Dorsales et bassins : sédimentation Sédimentation détritique à la dorsale Sédimentation liée à l’hydrothermalisme Glissements gravitaires Érosion sous-marine Sulfures (fumeurs noirs)

Sédimentation chimique/biochimique Lysocline CCD = Carbonate Compensation Depth (Profondeur de compensation des carbonates)

Profondeur de la CCD

Dorsales : magmatisme

Volcanisme et plutonisme de la C.O. Essentiellement effusif, sous-marin : coulées, lacs de laves, pillow-lavas; Eléments d’hydromagmatisme (hyaloclastites) Filons

Volcanisme sous-marin

Volcanisme et plutonisme de la C.O. Essentiellement effusif, sous-marin : coulées, lacs de laves, pillow-lavas; Eléments d’hydromagmatisme (hyaloclastites) Filons Plutonisme Chambres magmatiques plus ou moins permanentes Magmas « gelés » Cumulats

Litage modal (alternance de couches avec des Proportions différentes de pg-px)

Texture cumulative

Moho

Nature des magmas Essentiellement des basaltes tholéitiques, souvent à olivine (Pg+Cpx+Ol)

Eléments en traces N-MORBs (dominants) E-MORBs (quelques) Origine dans le manteau supérieur E-MORBs (quelques) Un peu de contribution du manteau inférieur

Isotopes Forte homogénéité, petite contribution de nature différente (E-MORB)

Type HOT / LOT

Pillows dans les Alpes Moho

Dorsales lentes / rapides Dominé par le magmatisme Dominé par la tectonique

Dorsales : métamorphisme Flux thermique élevé à la dorsale, mais retour très rapide à la normale

Transformations minérales Pyroxène + Plagioclase + Eau = Hornblende (faciès amphibolites) Plagioclase + Hornblende+ Eau = Chlorite+ Actinote+ Albite (faciès schiste vert)

Zonation métamorphique Et lien avec circulations de fluides (hydrothermalisme)

Fumeurs noirs = évents hydrothermaux

Activité hydrothermale (Islande)

Amas sulfurés (= VMS, Volcanogenic Massive sulfides)

Lien déformation / métamorphisme

Marges passives : morphologie

Marges passives : tectonique Plus d’activité dans les stades d’expansion océanique Voir chapitre sur le rifting pour l’acquisition de la structure

Marges passives : sédimentation Sédimentation pré/syn rift Sédimentation post-rift

Caractéristiques principales Zonation des faciès Turbidites Variations dans le temps (liées aux variations du niveau de la mer – « stratigraphie séquentielle »)

Zonations des faciès Pomerol p 580

Courants de turbidites

Séquence de Bouma (turbidites)

Variations du niveau de la mer Terrestrial Transitional Marine

Terrestrial Transitional Marine

Terrestrial Transitional Marine

Variations du niveau de la mer

Marges passives : magmatisme, métamorphisme Plus d’activité lors des stades d’expansion océanique Voir chapitre précédent…

ILES ET PLATEAUX OCEANIQUES Ile de Mooréa – Polynésie Française

Rides asismiques, plateaux, îles océaniques (et continentaux) LIP = Large Igneous Province

41 well-established hot spots Estimates range from 16 to 122 More enigmatic processes and less voluminous than activity at plate margins No obvious mechanisms that we can tie to the plate tectonic paradigm As with MORB, the dominant magma type for oceanic intraplate volcanism is basalt, which is commonly called ocean island basalt or OIB 41 well-established hot spots Estimates range from 16 to 122 Figure 14-1. After Crough (1983) Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 11, 165-193.

Hotspots

Oceanic islands

Morphologie

Mantle convection and mantle plumes

Tectonique Effondrements de flanc

Magmatisme Dominé par des basaltes tholéitiques Basaltes et séries alcalines subordonés

Fusion du manteau et types de basaltes

Taux de fusion Rôle de la vitesse d’extension, de l’épaisseur initiale, de la progression du processus …

Eléments traces

Isotopes Réservoirs multiples

Kellogg et al. (1999)

“Marble cake” model for mantle convection & mixing

Plateaux basaltiques Continentaux = CFB (Continental Flood Basalt) Océaniques = OFB Large Igneous Provinces « Tête de panache »

Continental Flood Basalts Large Igneous Provinces (LIPs) Oceanic plateaus Some rifts Continental flood basalts (CFBs) Figure 15-1. Columbia River Basalts at Hat Point, Snake River area. Cover of Geol. Soc. Amer Special Paper 239. Photo courtesy Steve Reidel.

Trapp volcanism

LIPs and mass extinctions

Geochemistry Deccan traps basalts