ARRÊT 5 : CHÂTEAU
publicité
ARRÊT 5 : CHÂTEAU-QUEYRAS JURASSIQUE SUPÉRIEUR À DÉBUT ÉOCÈNE -150 à -50 Ma Di : Les ophiolites sont un marqueur d’un ancien domaine océanique (LO) dont les roches portent les témoignages d’une expansion océanique (divergence). Les reliefs vus au Lautaret au Galibier sont des structures d’une LC mises en place lors d’un épisode de collision (convergence). Pb : Comment passe-t-on de l’ouverture à la fermeture complète de l’océan Alpin ? Objectif(s) de méthode : Échantillonner, Utiliser des formules chimiques de minéraux pour déduire les conditions de formation des roches observées, Utiliser et compléter un diagramme P,T, Légender des photos, Reconstituer l’histoire d’un gabbro océanique, Adopter une démarche explicative répondant aux objectifs ÉCHANTILLONNAGE DANS LE GUIL Observation des métagabbros Nom des roches MÉTAGABBRO MÉTAGABBRO FACIÈS FACIÈS SCHISTES SCHISTES VERTS BLEUS Échantillons macroscopiques Lames minces en LPA Feldspath plagioclase Chlorite Actinote Présence de plagioclase, chlorite, actinote (amphibole) et éventuellement de pyroxène Pyroxène Pyroxène Jadéite (Pyroxène) Glaucophane (Amphibole) Feldspath plagioclase Glaucophane (Amphibole) MÉTAGABBRO FACIÈS ÉCLOGITES Grenat Grenat Glaucophane (Amphibole) Jadéite (Pyroxène) Jadéite (Pyroxène) Glaucophane (Amphibole) Attention : Les échelles ne sont pas les mêmes pour toutes les photographies. Formules chimiques des minéraux rencontrés dans les roches observées Minéraux Aspect Formule chimique Feldspath calco-sodique Plagioclase Blanc, gris clair Augite (Pyroxène) Brun vert à noir (SiAl2O3)2Ca(Fe,Mg,Al) Chlorite Vert foncé (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8 Actinote (Amphibole) Vert clair Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 Glaucophane (Amphibole) Bleu Na2(Mg,Fe)3Al2Si8O22(OH)2 Jadéite (Pyroxène) Vert foncé NaAlSi2O6 Grenat Rouge (Ca,Mg,Fe2+,Mn2+)3 (Al,Fe3+,Cr3+)2(SiO4)3 Albite Si3AlO8Na Anorthite Si2Al2O8Ca Réactions métamorphiques mises en jeu dans l’histoire d’un gabbro océanique H2O 1. Plagioclase + Pyroxène Amphibole hornblende H2O 2. Plagioclase + Hornblende Chlorite + Amphibole Actinote 3. Plagioclase + Chlorite + Actinote Amphibole Glaucophane H2O 4. Glaucophane + Plagioclase Pyroxène Jadéite H2O 5. Glaucophane + Jadéite Grenat H2O Bilan de l’échantillonnage Observation de métagabbros : Dans le faciès des schistes verts Disparition de la hornblende, remplacée par une autre amphibole, l’actinote (vert clair), et de la chlorite (vert foncé) La formule chimique de ces nouveaux minéraux montre qu’ils sont hydratés - - La roche a été transformée à l’état solide Il s’agit donc de métamorphisme Ce métamorphisme se fait avec apport d’eau Il s’agit donc d’un métamorphisme hydrothermal caractéristique d’une accrétion océanique Dans le faciès des schistes bleus Disparition de la chlorite et de l’actinote. Plus aucun pyroxène relique Apparition d’une amphibole bleue de haute pression : la glaucophane. Puis remplacement du plagioclase par un pyroxène vert de haute pression : la jadéite. La roche a été transformée à l’état solide Il s’agit donc de métamorphisme La formule chimique de ces 2 nouveaux minéraux montre que la glaucophane est un minéral hydraté alors que la jadéite ne l’est pas Entre les métagabbros du faciès schistes verts et ceux du faciès schistes bleus le nombre de minéraux hydratés a donc diminué Ce métamorphisme se fait avec libération d’eau Les nouveaux minéraux formés sont caractéristiques des zones de forte P° Ce métamorphisme se fait lors de l’enfoncement des roches Il s’agit donc d’un métamorphisme de subduction RECONSTITUTION DU TRAJET P,T,t D’UN GABBRO OCÉANIQUE Diagramme P,T Conditions non réalisées dans la nature Métamorphisme de subduction au cours de la plongée de la LO Basse T° - Haute P° Bilan de l’histoire d’un gabbro océanique Alpin Roche Gabbro Association minéralogique Pyroxène + Plagioclase Hydratation Minéraux non hydratés Faciès amphibolites Hornblende + Plagioclase (+/- Px) Hb = 1 minéral hydraté Faciès schistes verts Actinote + Chlorite + Pg (+/- Px) Ac et Chl = 2 minéraux hydratés Gl + Jadéite + Grenat Gl = 1 minéral hydraté T° 700 1 000 °C P° 0 - 500 MPa T° 400 – 700°C P° 0 - 500 MPa T° 50 – 400°C -Hydratation -Refroidissement -P° cste Métamorphisme hydrothermal P° 0 - 500 MPa T° 100 – 400°C P° 500 - 1 500 MPa T° 200 500°C 900 - 2 200 MPa -Déshydratation -T° cste -P° croissante Métamorphisme de subduction Mont-Viso Faciès éclogites Gl + Jadéite Gl = 1 minéral hydraté Interprétation ChâteauQueyras Faciès des schistes bleus Glaucophane + Pg Domaine de stabilité Chenaillet Métagabbros Métamorphisme hydrothermal au cours de l’accrétion océanique Basse T° - Basse P° SYNTHÈSE Les roches présentes à Château-Queyras sont des métagabbros issus de la transformation à l’état solide (métamorphisme) du gabbro océanique initial dans de nouvelles conditions de P° et T°. Les schistes verts, présents au Chenaillet, qui y sont retrouvés, témoignent d’une accrétion océanique s’accompagnant d’une hydratation et d’un refroidissement des roches (donc des minéraux) de la croûte océanique. Leur présence loin de leur position initiale est également la preuve d’un déplacement par l’eau dû à une érosion de la chaîne de montagnes. Les schistes bleus en revanche, témoignent d’une T° qui reste peu élevée mais dans un contexte d’augmentation de la pression qui n’est possible que par un enfouissement très profond des roches de la croûte océanique. Cette augmentation de P° entraîne un « essorage » de ces roches se traduisant par leur déshydratation, de plus en plus poussée à mesure que l’enfouissement se poursuit. Tout ceci traduit l’existence d’une paléo-subduction. En allant à une centaine de km vers l’est, dans la vallée du Pô, on arrive au Mont Viso où l’on trouve un 3ème type de métagabbro : les éclogites. L’association minéralogique qui les caractérise traduit une augmentation de P° par rapport aux schistes bleus. Cela prouve un enfouissement plus important dû à la poursuite de la subduction. L’histoire des Alpes peut donc se résumer ainsi : L’ouverture et l’expansion de l’océan Alpin : - A débuté à la fin du Trias moyen, vers -230 Ma, par l’arrivée de l’eau et l’ouverture d’un rift (Lac Besson) - S’est poursuivie au Jurassique et au Crétacé inférieur, de -230 à -96 Ma, par l’ouverture d’une dorsale et l’océanisation (Chenaillet) Cet océan a ensuite commencé à se fermer, à partir du Crétacé supérieur et jusqu’à l’Éocène, de -96 à 50 Ma, lors de mouvement de convergence (Cols du Lautaret, du Galibier et de l’Izoard) initiés par une subduction (Château-Queyras).
