Histoire de la Terre Processus internes JFM 2010

Evaluation TD ramassé/noté Exam en salle (12 Avril 8h30-10h30) 1/2 note pour chaque exercice Note « Terre interne » + note « Terre externe » = note totale module « histoire de la Terre »

Processus internes Orogenèse Cycle orogénique Cycle de Wilson Tectonique des plaques Géologie caractéristique (roches, structures, etc.) Déterminants physiques (thermique…)

Rappels : structure de la Terre

Partie supérieure

Plaques lithosphériques

2 cycles orogéniques successifs (région de Caen) cycle calédonien (discordance ante Ordovicien)  cycle hercynien (discordance ante Jurassique)

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

Cycle des roches

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

Plan du cours A - Craton stable – supercontinent   A - Craton stable – supercontinent    B – Fissuration continentale - rift C – Dispersion – expansion D, E – Convergence F – Collision intercontinentale G - Craton stable – supercontinent 1 - Description du site géodynamique 2 – Géométrie de la lithosphère (structure thermique) 3 – Processus tectoniques 4 – Processus sédimentaires 5 – Processus magmatiques 6 – Processus métamorphiques

Lithosphere stable Nord-Ontario, Canada – le bouclier canadien

Lithosphère stable 50 100 Isotherme 1300°C 150 km

Bassin intra-cratonique

RIFTS ET MARGES PASSIVES Les Vosges et la plaîne d’Alsace – la limite du fossé Rhénan

Du rifting continental aux marges passives Tectonique Rift actif ↔ panache mantellique Rift passif ↔ extension tectonique de la lithosphère Sédimentation Marges passives grasses (10 – 12 km) / maigres (2 – 3 km) Magmatisme Marges volcaniques / non volcaniques Métamorphisme

Rifting / Drifting

Géographie, topographie

Rifts et limites de plaques

Géométrie Rift actif / passif Bombement Rift régional Croûte continentale Manteau lithosphérique ½ rift Croûte cntale amincie 100 km Marge cntale Croûte océanique Asthénosphère 200 km Rift actif / passif Rift Bombement régional Panache Soulèvement limité au rift

Rifts continentaux

Evolution d’un rift actif

Rifts actifs

Evolution d’un rift passif

Transition océan-continent (Gascogne)

Structures Superficielles (cassantes) Profondes (ductiles)

Structures cassantes superficielles Failles normales et blocs basculés

Paléo-blocs basculés dans les Alpes http://www.ac-grenoble.fr/webcurie/google/

Structures ductiles

Structures ductiles profondes Zone de Compartiment supérieur (C. Continentale) SR Socle Grès Cataclasite Basaltes Brèche de péridotite et de Mylonite (sch. Chloriteuxsocle Ultramylonite (métam. BT) cisaillement Zones de cisaillement (péridotites principale et gabbros - métam. HT) Compartiment inférieur PR : sédiment post rift (Manteau) SR: sédiments syn rift Ici !

Processus sédimentaires Sédiments pré- / syn- / post-rift ↔Transition rifting / spreading Evolution paléogéographique milieux continentaux lacustres à lagunaires milieux océaniques proximaux puis distaux

Pré/syn/post rift

Milieux de dépôt

Dolomies du Trias Alpin

Processus magmatiques Sources mantelliques (rift actif) Taux de fusion partielle (actif & passif) Séries différentes

Diversité des sources

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

Différents types de basaltes

Séries alcalines et tholéitiques Alcalin / transitionnel Tholéitique

En général : (séries hyper-alcalines, éventuellement) Basaltes alcalins Basaltes tholéitiques de rift .. Évoluant vers des basaltes tholéitiques océaniques

Série alcaline transitionelle de la Chaîne des Puys

Saturated Ol Cpx Pg NB- and lava equivalents of course !

Monzonite – K-spar, plag, cpx

Alkali granite K-spar simple twins, alkali pyx blue

Alkali granite, microcline (tartan), quartz undulose, biotite, plag and myrmerkite

Undersaturated “Ijolite”. Equivalent to a gabbro except plag is replaced with feldsphatoid: rock consists of augite bio, nepheline

Syenite. KSp, Augite, Olivine

Ne-syenite. Nepheline + Aegyrine

Thol. Saturated Under-saturated Q A P F Quartz-rich Granitoid Granite 90 90 Quartz-rich Granitoid 60 60 Thol. Saturated Granite Grano- Tonalite Alkali Feldspar Granite diorite Alkali Fs. 20 20 Qtz. Diorite/ Quartz Syenite Quartz Quartz Quartz Qtz. Gabbro Alkali Fs. Syenite Monzonite Monzodiorite Syenite 5 5 Diorite/Gabbro/ Syenite Monzonite Monzodiorite Anorthosite A 10 35 65 90 (Foid)-bearing (Foid)-bearing (Foid)-bearing P Syenite Monzonite Monzodiorite (Foid)-bearing 10 10 Diorite/Gabbro (Foid)-bearing Alkali Fs. Syenite (Foid) Syenite (Foid) (Foid) Monzosyenite Monzodiorite (Foid) Gabbro Under-saturated 60 60 (Foid)olites F

« Trapps » tholéitiques

Dolerite (augite, plag ± olivine)

Picrite (basalt with abundat olivine phenocrysts; matrix plag cpx oxide)

Olivine basalt with microphenocrysts of olivine in matrix of cpx, plag and glass. Columbia River basalt.

Métamorphisme de rift