Processus orogéniques

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1 Processus orogéniques
JFM 2010

2 Cycle de Wilson J. Tuzo Wilson 1908 – 1993

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

4 EXPANSION OCEANIQUE

5 Dorsales, marges passives
Expansion océanique; accrétion de la C.O. Rift axial Morphologie de la dorsale et vitesse d’expansion Sédimentation océanique Sédimentation sur les marges passives

6 Evolution d’un rift actif

7 Morphologie d’un océan

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9 Eléments d’un océan Dorsales et bassins océaniques Marges passives
Plateaux et îles océaniques

10 Thermal and mechanical structure Composition
Chemical & Geophysical Thermal and mechanical structure Composition 1000°C 1300°C

11 Dorsales et bassins : morphologie

12 Vitesse d’expansion

13 Dorsales lentes, dorsales rapides

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15 Morphologie transversale et vitesse d’expansion

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17 Morphologie du rift axial

18 Þingvellir (Thingvellir)

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20

21 Dorsale lente / dorsale rapide

22 Morphologie longitudinale: segmentation
Segmentation de 1er ordre: failles transformantes

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25 Segmentation d’ordres inférieurs

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27 Dorsales : tectonique Extension ↔ failles normales
Domaine superficiel : cassant Domaine profond : ductile

28 Fracturation superficielle

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30 Dorsales et bassins : sédimentation
Sédimentation détritique à la dorsale Sédimentation liée à l’hydrothermalisme Glissements gravitaires Érosion sous-marine Sulfures (fumeurs noirs)

31 Sédimentation chimique/biochimique
Lysocline CCD = Carbonate Compensation Depth (Profondeur de compensation des carbonates)

32 Profondeur de la CCD

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34 Dorsales : magmatisme

35 Volcanisme et plutonisme de la C.O.
Essentiellement effusif, sous-marin : coulées, lacs de laves, pillow-lavas; Eléments d’hydromagmatisme (hyaloclastites) Filons

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37 Volcanisme sous-marin

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39 Volcanisme et plutonisme de la C.O.
Essentiellement effusif, sous-marin : coulées, lacs de laves, pillow-lavas; Eléments d’hydromagmatisme (hyaloclastites) Filons Plutonisme Chambres magmatiques plus ou moins permanentes Magmas « gelés » Cumulats

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41 Litage modal (alternance de couches avec des Proportions différentes de pg-px)

42 Texture cumulative

43 Moho

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45 Nature des magmas Essentiellement des basaltes tholéitiques, souvent à olivine (Pg+Cpx+Ol)

46 Eléments en traces N-MORBs (dominants) E-MORBs (quelques)
Origine dans le manteau supérieur E-MORBs (quelques) Un peu de contribution du manteau inférieur

47 Isotopes Forte homogénéité, petite contribution de nature différente (E-MORB)

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49 Type HOT / LOT

50 Pillows dans les Alpes Moho

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53 Dorsales lentes / rapides
Dominé par le magmatisme Dominé par la tectonique

54 Dorsales : métamorphisme
Flux thermique élevé à la dorsale, mais retour très rapide à la normale

55 Transformations minérales
Pyroxène + Plagioclase + Eau = Hornblende (faciès amphibolites) Plagioclase + Hornblende+ Eau = Chlorite+ Actinote+ Albite (faciès schiste vert)

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58 Zonation métamorphique
Et lien avec circulations de fluides (hydrothermalisme)

59 Fumeurs noirs = évents hydrothermaux

60 Activité hydrothermale (Islande)

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62 Amas sulfurés (= VMS, Volcanogenic Massive sulfides)

63 Lien déformation / métamorphisme

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65 Marges passives : morphologie

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67 Marges passives : tectonique
Plus d’activité dans les stades d’expansion océanique Voir chapitre sur le rifting pour l’acquisition de la structure

68 Marges passives : sédimentation
Sédimentation pré/syn rift Sédimentation post-rift

69 Caractéristiques principales
Zonation des faciès Turbidites Variations dans le temps (liées aux variations du niveau de la mer – « stratigraphie séquentielle »)

70 Zonations des faciès Pomerol p 580

71 Courants de turbidites

72 Séquence de Bouma (turbidites)

73 Variations du niveau de la mer
Terrestrial Transitional Marine

74 Terrestrial Transitional Marine

75 Terrestrial Transitional Marine

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77

78 Variations du niveau de la mer

79

80 Marges passives : magmatisme, métamorphisme
Plus d’activité lors des stades d’expansion océanique Voir chapitre précédent…

81 ILES ET PLATEAUX OCEANIQUES
Ile de Mooréa – Polynésie Française

82 Rides asismiques, plateaux, îles océaniques (et continentaux)
LIP = Large Igneous Province

83 41 well-established hot spots Estimates range from 16 to 122
More enigmatic processes and less voluminous than activity at plate margins No obvious mechanisms that we can tie to the plate tectonic paradigm As with MORB, the dominant magma type for oceanic intraplate volcanism is basalt, which is commonly called ocean island basalt or OIB 41 well-established hot spots Estimates range from 16 to 122 Figure After Crough (1983) Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 11,

84 Hotspots

85 Oceanic islands

86 Morphologie

87

88 Mantle convection and mantle plumes

89 Tectonique Effondrements de flanc

90 Magmatisme Dominé par des basaltes tholéitiques
Basaltes et séries alcalines subordonés

91

92 Fusion du manteau et types de basaltes

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

94

95 Eléments traces

96 Isotopes Réservoirs multiples

97 Kellogg et al. (1999)

98 “Marble cake” model for mantle convection & mixing

99 Plateaux basaltiques Continentaux = CFB (Continental Flood Basalt)
Océaniques = OFB Large Igneous Provinces « Tête de panache »

100 Continental Flood Basalts
Large Igneous Provinces (LIPs) Oceanic plateaus Some rifts Continental flood basalts (CFBs) Figure Columbia River Basalts at Hat Point, Snake River area. Cover of Geol. Soc. Amer Special Paper 239. Photo courtesy Steve Reidel.

101 Trapp volcanism

102

103 LIPs and mass extinctions

104 Geochemistry Deccan traps basalts