Convergence lithosphérique Subductions TS Plan Convergence lithosphérique Subductions TS Rappel structure de la Terre Limites de plaques Grandes plaques lithosphériques Subduction (coupe) Deux types de subduction Fréquence altitudes Flux thermique TP minéralogie subductions Tableau roches correction Trajet pression Température Evolution d’un gabbro Solidus des péridotites Schéma synthèse subduction Sources

Chapitre 8 : La convergence lithosphérique Plan Chapitre 8 : La convergence lithosphérique subductions et chaînes de collision I. Pourquoi des zones de convergences ? A) Rappels sur la structure de la Terre 1) La structure du globe terrestre. 2) Les plaques divisant la lithosphère terrestre. B) L’autre face des zones d’expansion océanique. C) Différents types de lithosphères impliqués dans la convergence. II. Les zones de convergence impliquant une lithosphère océanique: les subductions A) Répartition des foyers de séismes. B) Phénomènes mécaniques affectant les plaques plongeantes. 1) Mécanisme au foyer : 2) Les moteurs de la subduction C) Topographie et structures tectoniques associées aux zones de subduction Profil topographique. Une convergence associée à des structures en compression ou en distension 3) Prisme d’accrétion D) Flux thermique associé aux subductions. E) Magmatisme associé aux subduction Position des arcs insulaires et des volcans de type andin. Nature du volcanisme associé aux subductions: la ceinture des andésites Transformations minéralogiques au sein de la lithosphère océanique. a) Rappels sur les transformations minéralogiques avant la subduction. b) Transformations dans la plaque plongeante (= sous charriée). 4) Mécanisme du magmatisme associé aux subductions : la conséquence de la libération d’eau. F) Problème de l’équilibre entre la production de lithosphère et sa destruction. III. Convergence entre deux lithosphères continentales : les chaînes de collision A) Les caractères actuels des Alpes franco italiennes : des caractères de chaîne de collision 1) Les marqueurs de collision continentale a) Marqueurs topographiques b) Marque ur structural : l’épaississement crustal. c) Marqueurs tectoniques 2) Les Alpes résultat d’une collision entre deux continents B) Les restes d’un ancien océan au cœur des alpes franco italiennes actuelles Vestiges d’une marge passive Vestiges d’un pl ancher océanique :Les ophiolites. 3) Vestiges d’une subduction 4) Conclusion : existence d’un océan alpin C) Un scénario pour la formation des Alpes

Rappels sur la structure de la Terre

Limites de plaques (séismes de magnitude > 3) Africaine Indo-australienne Pacifique (W) Nazca Cocos Amérique atlantique W Eurasienne Antarctique Philippines Caraïbes

Les principales plaques lithosphériques Nom de la plaque Type de lithosphère Plaque pacifique océanique Nazca Antarctique Mixte continent océan Nord Américaine Caraïbe Sud américaine Eurasienne Africaine Indo australienne Philippines

Répartition des hypocentres dans une subduction Echelle des reliefs x5 200km

Deux types de subduction Type Mariannes Type Chili

Fréquence des différentes altitudes

Subductions flux thermique Anomalie positive Flux géothermique Anomalie négative Plaque plongeante « froide » Il doit exister une source de chaleur responsable du volcanisme de l’arc insulaire

Géotherme 5°/km (plaque plongeante) Trajet P-T Température °C 500 1000 Géotherme 5°/km (plaque plongeante) Pg Amphibole Chlorite (Schiste vert) Plagioclase Amphibole eau Plagioclase Pyroxène eau Pression/profonder Pg+glaucophane (schiste bleu) Trajet d’un gabbro dans le diagramme P-T depuis la dorsale jusque dans la plaque subduite Grenat Jadéite (éclogite) 50 km

Géotherme 5°/km (plaque plongeante) Evolution d’un gabbro Température °C 500 1000 50 km Trajet d’un gabbro dans le diagramme P-T depuis la dorsale jusque dans la plaque subduite Géotherme 5°/km (plaque plongeante) Plagioclase Pyroxène eau Amphibole Pg Amphibole Chlorite (Schiste vert) Pg+glaucophane (schiste bleu) Grenat Jadéite (éclogite) G2 G1 G4 G4

Solidus des péridotites Conditions dans le manteau au dessus de la plaque plongeante 1000 2000°C 200km 100 Géotherme Solide +liquide Solidus hydraté des péridotites Solidus sec des péridotites Solide +liquide Solide

Synthèse subduction Andésites Granitoïdes

TP évolutions des roches impliquées dans les subductions Le gabbro a la même composition que le basalte, sa structure grenue en fait l’équivalent en profondeur, correspondant au réservoir magmatique qui a donné le basalte. Basalte et andésite ont une structure microlithique:donc sont des roches éruptives de surface Connaissances de première --> les basaltes sont émis au niveau des dorsales médio-océaniques Andésite et granitoïdes (granite, diorite quartique). ont une densité relativement faible (2,6) contrairement aux basaltes, gabbros et péridotites (d>=3). On va les retrouver dans la lithosphère continentale plus légère qui surmonte la plaque subduite. L’andésite étant une lave (structure microlithique) se place sur le volcan . Les granitoïdes (structure grenue) sont les roches éruptives de profondeur correspondantes. Métagabbro G5 montrant une association à grenat, pyroxène de type jadéite et glaucophane s’est formée dans le domaine D, donc plus profond (40-60 km) mais à une température du même ordre (200 400°C). C’est le faciès éclogite. Le métagabbro G4 possède du glaucophane et un plagioclase, le diagramme pression température permet de situer sa formation dans le domaine B (20 30 km, température vers 200 400 °C : c’est le faciès schistes bleus). Les péridotites sont grenues (visible en lame mince et à l’œil nu dans les enclaves des échantillons de basaltes). D’après les connaissances de 1ère S, le manteau est formé de péridotites Le métagabbro à chlorite est un gabbro bien reconnaissable, métamorphisé à une pression faible et température modérée 3 1 2 6 5 4 7 5 8 1 Basalte 4 Granite 7 Schiste bleu (métagabbro à glaucophane) 2 Gabbro 5 Péridotites 8 Eclogite (métagabbro à grenat) 3 Andésite 6 Métagabbro à chlorite (schiste vert)

TP minéralogie subduction: correction du tableau

Sources Planisphère, coupes subduction Logiciel Tectoglob Document anomalies thermiques Lliboutry p 86 Synthèse subduction (documents accompagnement programmes de TS p25 (Kornprobst 2000) Pour les échantillons G4 G5 de métagabbro, voir Hatier TS p 305