Thème 6 : la convergence lithosphérique et ses effets Cours 1 : la convergence et la subduction Cours 2 : la convergence et la collision

Cours 1 : la convergence et la subduction

La subduction se définit comme un mécanisme compensant l’accrétion océanique au niveau d’une frontière de plaque par: - Enfoncement d’une lithosphère océanique dans le manteau sup. une lithosphère continentale: marge continentale active OU Enfoncement d’une lithosphère océanique dans le manteau sup d’une lithosphère océanique: marge océanique active

La subduction se caractérise par des marqueurs: ->Des reliefs (topographiques) Positifs: Chaine de montagnes ou Cordière + arc volcanique (sub CO-CC) Arc insulaire volcanique (sub CO-CO) Négatifs: Fosse océanique (jà-10.000m)+ prisme d’accrétion sédimentaire (pente océanique plus douce côté continent). Bassin d’arrière arc (sub. CO-CO) -> Une activité volcanique et sismique importante Subduction océan-continent: doc 4 p.294 Subduction océan-océan: doc 5 p.295

-> Des déformations lithosphériques associées aux contraintes compressives(doc 5 c p.295) Plis, Failles inverses , (Souvent présents dans le prisme d’accrétion)

-> Une double anomalie thermique associée aux zones de subduction Anomalie thermique négative, au niveau de la fosse: elle visualise l’enfoncement de la plaque (matériel + froid) dans le manteau supérieur de la plaque chevauchante (matériel + chaud) Anomalie thermique positive visualise les remontées magmatisme-volcanisme (+ chaudes) associées à la subduction au niveau de la plaque chevauchante

Tous ces marqueurs témoignent d’un mouvement de convergence des plaques lithosphériques

I.2 les caractéristiques plus profondes d’une subduction associées à la sismicité et au volcanisme: feuille de travail (vous aurez à le refaire jeudi avec le logiciel sismologue)

Commentaires:…

Remarques: ->L’activité volcanique en zone de Subduction « commence » à… ->les subductions les plus anciennes ont….

bilan

I.3) Un des mécanismes de la subduction Un moteur de la subduction :la différence de densité entre la lithosphère et l’asthénosphère

A) Les caractéristiques du magmatisme en zone de subduction I.4 le caractère magmatique des zones de subduction A) Les caractéristiques du magmatisme en zone de subduction Andésite doc 12 a et c p.300 -> le schéma à faire

Rhyolite, Doc 12 b et d p.300 -> le schéma à prendre

Granodiorite ou granitoïde (granite) des plutons. Doc 13 c et d p.301 -> Le schéma à prendre

Les conditions de mise en place de ces roches magmatiques Andésite et Rhyolite: Présence d’une pate vitreuse (verre) -> Présence de microcristaux hydratés (biotite et amphibole) Granitoïde: Absence de verre et Roche grenue -> Présence de minéraux Hydratés (biotite et Amphibole)

B .Suivi de l’évolution des roches d’une croûte océanique depuis sa formation jusqu’à sa subduction Evolution/localisation G1: dorsale Type de roche doc 17 a et b p.304 Basalte / gabbro Minéralogie Schéma d’OBS Chronologie relative Lame mince de gabbro: doc 17 a p.304 Conditions de formation Voir graphe Pression/température 18-19 p.305 Fusion partiel d’un magma (manteau supérieur)

Métabasalte / Métagabbro, faciés à schistes verts Evolution/localisation G2-G3: croûte océanique (CO) Type de roche Métabasalte / Métagabbro, faciés à schistes verts Minéralogie Schéma d’OBS Chronologie relative Lame mince de Métagabbro: doc 18 a p.305 Conditions de formation Voir graphe Pression/température 18-19 p.305 G2: plagioclase + pyroxène +EAU -> amphibole G3: amphibole + plagioclase + EAU -> chlorite + actinote Métamorphisme BT-BP et hydratation (minéraux hydratés)

Métagabbro, faciès schiste bleu Evolution/localisation G4: CO en début de subduction Type de roche Métagabbro, faciès schiste bleu Minéralogie Schéma d’OBS Chronologie relative Lame mince de Métagabbro: doc 19 a p.305 Conditions de formation Voir graphe Pression/température 18-19 p.305 G4: plagioclase + chlorite (ou actinote) -> glaucophane +EAU Métamorphisme de HP-BT avec déshydratation

Métagabbro, faciès à éclogites Evolution/localisation G5-G6: CO en subduction Type de roche Métagabbro, faciès à éclogites Minéralogie Schéma d’OBS Chronologie relative Lame mince de Métagabbro: doc 19 a p.305 Conditions de formation Voir graphe Pression/température 18-19 p.305 Plagioclase + glaucophane -> grenat + EAU + jadéite Métamorphisme de HP BT avec déshydratation

 Métamorphisme BT BP avec hydratation ( hydrothermal) L’éloignement à la dorsale de la CO s’accompagne d’un 1er métamorphisme avec schéma bilan à compléter Diminution de température (éloignement de la dorsale) à pression faible avec infiltration d’eau  Métamorphisme BT BP avec hydratation ( hydrothermal) Roche au faciès de schistes verts Minéraux marqueurs : amphibole (horneblende verte) puis la chlorite et l’actinote

L’entrée dans la subduction de la C L’entrée dans la subduction de la C.O provoque de nouvelles conditions de métamorphisme Augmentation de la pression (HP) à température basse (BP) par entrée de la plaque plongeante froide dans la subduction Métamorphisme haute pression-basse température : HP-BT avec libération d’eau (déshydratation) Roches au faciès de schistes bleus Minéral marqueur : le glaucophane

Roches au faciès d’éclogite Minéral marqueur : le grenat et la jadéite L’enfoncement important de la CO dans la subduction accentue les conditions de métamorphisme Augmentation de la pression (HP) et de la température (HT) par entrée de la C.O dans la subduction profonde  Métamorphisme très haute pression-haute température THP-HT. Avec déshydratation Roches au faciès d’éclogite Minéral marqueur : le grenat et la jadéite

Les transferts d’eau associées aux différents métamorphismes permettent la fusion partielle du manteau L’hydratation du manteau de la plaque chevauchante diminue la température de fusion des péridotites et permet leur fusion partielle: il y a formation de magmas profonds -> schéma À l’aplomb de l’arc magmatique , entre 100 et 150 km de profondeur les conditions sont donc réunies pour générer des magmas (moins denses) qui remontent vers la surface -> schéma Ces magmas évoluent chimiquement en roches plutoniques (granitoïde) en restant en profondeur ou en roches volcaniques (andésites et rhyolites) ->schéma NB: De plus les éclogites sont très denses (perte d’eau) ce qui augmente la masse de la lithosphère de la plaque plongeante et donc son enfoncement…

Cours 2 : la convergence et la collision