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Le magmatisme des zones de subduction / TS – COHERENCE VERTICALE
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4eme
Dynamisme éruptifs : volcanisme explosif relié à la
richesse en gaz des magmas et au caractère
visqueux de la lave
Zone de subduction = lieu où la lithosphère rigide et
cassante s’enfonce dans l’asthénosphère.
Caractéristiques d’une éruption volcanique de type explosif :
laves visqueuses et riches en gaz
DOC : Photos, films de différents exemples de
manifestations volcaniques
TP Modélisation d’une éruption de type explosif / Effusif
1eS
L’étude du magmatisme au niveau des dorsales est replacée
dans 2 contextes :
Contexte historique (de l’hypothèse de l’expansion
océanique à l’évolution du modèle de la tectonique
des plaques)
La production de lithosphère océanique dans des
conditions géodynamiques géophysiques
particulières
Les roches magmatiques produites au niveau des dorsales.
Relation entre structure de la roche (grenue / microlithique)
et les conditions de refroidissement.
TP : Etude pétrographique et minéralogique (basaltes,
gabbros)
DOC : Exploration de la faille Vema
TS
Le magmatisme de subduction (volcanisme et surtout
plutonisme) est présenté comme le mécanisme permettant
la fabrication de la croûte continentale.
Dynamisme éruptif et produits du magmatisme au niveau
des zones de subduction
Dynamisme éruptif de type explosif à relier à la viscosité
(déjà vu en collège), à la richesse en gaz (idem) et la teneur
en eau des magmas (nouveau)
DOC : Films, documents décrivant des éruptions volcaniques
de type explosif
TP : Etablir un lien entre la forte proportion de minéraux
hydroxylés dans les produits du volcanisme de subduction
(amphiboles dans andésites ou diorites), la richesse en eau
des magmas et le caractère explosif des éruptions.
Caractéristiques pétrographiques et minéralogiques des
produits du magmatisme de subduction.
TP : Etude pétrographique et minéralogique : andésite /
diorite. Relation entre structure de la roche, conditions de
refroidissement et gisement.
Plutonisme et accrétion crustale
DOC : Mise en relation d’une carte des âges de la croûte
océanique et les contextes géodynamiques ( les croûtes
continentales les plus « jeunes » se trouvent au voisinage
des zones de subduction)
Cette observation peut constituer le point de départ de
l’étude du magmatisme de subduction
DOC : Répartition des roches magmatiques sur une coupe
géologique réalisée au voisinage d’une zone de subduction
(exemple : Andes montrant dans certaines zones de gros
volumes de plutons de granitoïdes ou granodiorites)
A niveau des fosses océaniques, la lithosphère rigide et
cassante s’enfonce dans l’asthénosphère.
Les zones de subduction : zones où la lithosphère océanique
retourne dans le manteau
Les conséquences géologiques de la subduction ne sont pas
abordées en 1ereS
Sans aborder le métamorphisme hydrothermal, l’hydratation
des roches au niveau des dorsales peut être évoquée, pour
faire le lien avec les déshydratations au cours du
métamorphisme de HP BT de subduction qui sera étudié en
TS
Les conditions de fusion partielle de la péridotite au niveau
des zones de subduction (décompression adiabatique) sont
étudiées en 1Es
DOC : Diagrammes PT avec solidus péridotite et géotherme
de dorsale déduit d’études expérimentales.
DOC : Géotherme de dorsale
TP : Modélisation d’une fusion partielle par dépressurisation
On peut donc s’appuyer sur cet acquis pour soulever un
problème géologique en TS : dans une zone de subduction,
la pression étant élevée et la température relativement
basse, la péridotite mantellique ne devrait pas fondre… or, il
ya du magmatisme. Comment l’expliquer ?
Conditions de formation des magmas au niveau des zones
de subduction
Localisation de la zone de fusion partielle.
TP SISMOLOG : Etablir une corrélation entre pendage de la
lithosphère plongeante et la distance zone volcanique- fosse.
DOC : Tomographies sismiques mettant en évidence une
anomalie thermique négative au niveau de la zone
magmatique
Les conditions de fusion partielle de la péridotite
mantellique dans les zones de subduction : abaissement de
la température de fusion de la péridotite par apport d’eau
provenant de la déshydratation de la lithosphère qui entre
en subduction.
DOC : Diagrammes PT avec solidus péridotite sèche,
hydratée et géotherme déduit d’études expérimentales
DOC : Géotherme au niveau d’une zone de subduction
TP : Modélisation du rôle fondant de l’eau (chocolat plus ou
moins hydraté, margarine / beurre)
TP : Corrélation entre transformations minéralogiques au
niveau des roches de la lithosphère plongeante et la forte
proportion des minéraux hydroxylés dans les roches
magmatiques des zones de subduction.
Possibilité d’utiliser MESURIM pour estimer la surface (en %)
des minéraux hydroxylés dans différentes roches
métamorphiques (métagabbros, éclogites) ou plutoniques
(diorite)
Possibilité d’utiliser RASTOP pour visualiser les groupements
– OH au niveau des minéraux hydroxylés (à comparer avec
minéraux anhydres)