LE TRAJET DES ROCHES DE LA CROUTE OCEANIQUE -TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LEUR TRAJET DE LA DORSALE A LA ZONE DE SUBDUCTION -TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LA SUBDUCTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE -ROCHES PRODUITES DANS LES ZONES DE SUBDUCTION

Transformations des gabbros au cours de leur trajet de la dorsale à la zone de subduction Le document (cf doc 6 du cours) montre que, lors de l’expansion, les roches de la croûte océanique (basalte et gabbros) subissent un refroidissement facilité par la circulation de l’eau de mer dans les fractures (hydrothermalisme) dans des conditions de faible pression et de température de plus en plus faible au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la dorsale.

Lame mince d’un gabbro prélevé au niveau d’une dorsale Le gabbro correspond à une roche grenue venant de cristalliser soumise à une faible pression et située dans un intervalle de température 600°C<T°C< 800°C Cette roche montre de gros cristaux de plagioclases (Pl) reconnaissables à leurs macles répétées ainsi que des cristaux de pyroxènes (Py) de couleur jaune orangée

Lame mince d’un métagabbro le métagabbro situé dans un intervalle de température 700°C à 400°C présente une transformation minérale: Une auréole d’un nouveau minéral appelé amphibole (Hornblende dans ce cas) apparaît autour des pyroxènes. On parle ici de métamorphisme de Basse Pression et de moyenne Température:BP/MT 1. Plagioclase; 2. Pyroxène ; 3. Hornblende

Métagabbro (faciès des schistes verts) Lorsque le refroidissement de la Croûte Océanique se poursuit. La couleur verte domine. Ces minéraux correspondent au faciès des Schistes Verts, Les pyroxènes magmatiques bruns du métagabbro sont remplacés par des minéraux verts: chlorite et actinote

Transformations des gabbros au cours de la subduction de la lithosphère océanique Les plagioclases incomplètement transformés ainsi que la Hornblende nouvellement formée du métagabbro peuvent être transformés en nouveaux minéraux hydratés, chlorite et actinote en présence d’eau et lors du refroidissement aboutissant au métagabbro à chlorite. La réaction est: Plagioclase + hornblende + eau  chlorite + actinote

Métagabbro à glaucophane: début de la subduction La présence de plagioclase (1) et Pyroxène (Augite) (2) indique qu’il s’agit bien d’un ancien gabbro; La présence d’Actinote (5) indique que cet ancien gabbro est passé dans la zone de formation et de stabilité de ce minéral . La présence d’une auréole de glaucophane (4) indique qu’une réaction chimique s’est déroulée à l’interface des 2 minéraux devenus instables pour donner un nouveau minéral stable dans les nouvelles conditions de P et T Le métagabbro à glaucophane a donc été soumis à des températures comprises entre 200°C< T°C< 450°C et à des profondeurs oscillants entre 15 à 30 km; métamorphisme HP/MT

Plagioclase + chlorite  glaucophane + eau Métagabbro d’une lithosphère en cours de subduction (Faciès à éclogites) La lame mince montre un métagabbro présentant une nouvelle association minérale qui conserve du Glaucophane (4) mais qui présente de nouveaux minéraux qui eux sont anhydres, le Grenat (6) et un nouveau pyroxène (la jadéite, (7)) ainsi que du Quartz (8). Le métagabbro au stade G5 a donc été soumis à des températures comprises entre 250°<T°C<500°C, à des profondeurs > 35 km Lors de la subduction, les minéraux hydratés des associations minérales précédentes sont transformés en minéraux anhydre ce qui libère de l’eau. On parle de métamorphisme HP/HT: Plagioclase + chlorite  glaucophane + eau

Diagramme P-T montrant les domaines de quelques associations de minéraux caractéristiques B C D

CONCLUSION 1 - Un gabbro cristallisant à la ride entre 2 et 6 km de profondeur, se refroidit lentement en s'éloignant de celle-ci 2-Le gabbro métamorphisé par hydrothermalisme passe dans le faciès amphibolite, puis au point 3, dans le faciès Schistes Verts      Si, ultérieurement, le (méta)gabbro est entraîné dans une zone de subduction , il montrera une minéralogie typique du faciès Schistes Bleus (point 4), puis du faciès Éclogite (point 5). Lorsque la lithosphère océanique est subductée en totalité , la croûte des marges continentales peut entrer en collision. L’éclogite peut être incorporée dans cette collision et subir un rétrométamorphisme en repassant par des conditions de pression et de température moins fortes (point 6 que nous traiterons dans le chapitre sur les Alpes).     

SYNTHESE sur les roches métamorphiques Il y a donc apparition d’un magma particulier qui va donner naissance à des roches spécifiques Métamorphisme par hydratation des roches de la croûte océanique Fusion partielle de péridotite favorisée par la présence d’eau Refroidissement, épaississement de la croûte lithosphèrique océanique Métamorphisme des roches de la croûte au cours de la subduction