La convergence lithosphérique et ses conséquences Chapitre 8 La convergence lithosphérique et ses conséquences

I- Convergence et zones de subduction Introduction : - Rappels de 1ère S : Zones de subduction Zones de collision I- Convergence et zones de subduction A- Mise en évidence indirecte d’ une plaque subduite Les données de la géothermie permettent de formuler une hypothèse (doc. Couleur livre page 218)

Technique utilisée : Observations : Hypothèse :

Les données de la seismologie confirment cette hypothèse TP : utilisation du logiciel « sismolog » Pacifique est : cordillère des Andes Pacifique ouest : Tonga Kermadec

Le moteur de la subduction

B- Localisation, caractères morphologiques et déformations associées aux zones de subduction Observation d’une carte de la planète ( livre pages 230/231) : caractères morphologiques des zones de subduction

Volcans + séismes : zones de subduction = marges actives Chaînes de subduction Arcs magmatiques volcaniques Ex : les Andes Ex :Ceinture de feu du Pacifique Convergence entre une plaque océanique et une plaque continentale Convergence entre deux plaques océaniques Volcanisme Relief + : chaîne de montagne Relief + : iles volcaniques Relief - : fosse océanique Relief - : fosse océanique Relief - : bassin d’arrière arc Volcans + séismes : zones de subduction = marges actives

Déformations caractéristiques des zones en compression Déformations associées aux zones de subduction. Observation de paysages et de structures géologiques dans les Andes Plissements Failles inverses en général Déformations caractéristiques des zones en compression

Observation de la fosse de Nankaï ( marge japonaise)

? C- Transformation des roches dans les zones de subduction basaltes gabbros péridotites ? Les principales roches observées dans les zones de subduction Pour les documents couleur, voir livre pages 221,222 et 224

Roches magmatiques plutoniques : les granitoïdes (ex : diorite) Roches magmatiques volcaniques andésite rhyolite Roches magmatiques plutoniques : les granitoïdes (ex : diorite) diorite

Mise en relation des compositions minéralogiques et chimiques rhyolite andésite diorite granite

Roches métamorphiques Pl Px Hb Roches métamorphiques Gl Pl Px Méta-gabbro à hornblende Gl Gt Jd Méta-gabbro à glaucophane Eclogite

Relations dynamiques entre ces roches - Les transformations métamorphiques : utilisation du diagramme P/T de stabilité des minéraux 1) Pl + Px + H2O Pl + Hb + H2O gabbro Méta-gabbro à hornblende 2) Pl +Hb + H2O Gl + H2O Méta-gabbro à glaucophane Méta-gabbro à hornblende 3) Gl + pl Gt + Jd + H2O éclogite Méta-gabbro à glaucophane Ces réactions métamorphiques montrent qu’il y a donc déshydratation de la lithosphère océanique au cours de la subduction

Le couplage métamorphisme / magmatisme Conséquence de la déshydratation de la lithosphère subduite : notion de liquidus et de solidus: P T 1000 2000 L’eau libérée par les réactions métamorphiques va abaisser le point de fusion des roches du manteau, les péridotites vont donc entrer en fusion, formant du magma qui va remonter vers la surface et être à l’origine des plutons et des volcans observés dans les zones de subduction Solidus hydraté Solidus sec liquidus

Bilan des zones de subduction

II- Convergence et collision Exemple étudié : les Alpes A- Les marqueurs morphologiques d’une collision -chaîne de montagnes allongée Localisation intracontinentale Zones sismiques Pas de phénomènes volcaniques

B- Les marqueurs structuraux d’une collision -Problème : comment mettre en évidence l’existence passée d’une plaque océanique dans les zones de collision ? 1°)- Renseignements fournis par la vidéo « A la recherche de l’océan perdu » -La présence de complexes ophiolitiques (voir documents)

Les complexes ophiolitiques sont des écailles de croûte océanique Présence d’importantes failles inverses présence de nappes de charriage (énormes compartiments déplacés sur de longues distances le long des failles inverses

-160 MA : formation de radiolarite 2°)- La présence de séries sédimentaires marines (voir fiche TD + photos livre p.243) -160 MA : formation de radiolarite -190 MA : formation de calcaire à ammonites -220 MA : dépôt de gypse

3°)- Les témoins géologiques d’une ouverture océanique (voir doc.)

4°)- Renseignements fournis par les profils sismiques (voir doc.) Données sismiques d’un profil réalisé dans les Alpes suisses Zones de collision = zones d’épaississement et de raccourcissement de la croûte continentale

5°)- Les témoins géologiques d’une ancienne subduction

Bilan général de la théorie de la tectonique des plaques : naissance, vie et mort d’un océan. Voir exercice.