Chapitre 8

Thème 1B:
LES CONTINENTS
ET LEUR
DYNAMIQUE
Chapitre 8
Limite entre
les 2 plaques
Introduction
Chapitre 8 :
LE MAGMATISME DES ZONES DE
SUBDUCTION
Les zones de subduction sont le siège d’une
importante activité sismique et magmatique. On
qualifie pour cette raison ces zones de marges
actives*.
Quelles sont les caractéristiques, l’origine et les
conséquences de ce magmatisme ?
I. DES ZONES MARQUÉES PAR UN VOLCANISME EXPLOSIF
Film
I. DES ZONES MARQUÉES PAR UN VOLCANISME EXPLOSIF
Film
Cette explosivité est liée à la forte viscosité du
magma (riche en silice) qui emprisonne beaucoup
de gaz. Ces derniers s’accumulent en haut de la
cheminée volcanique et s’évacuent brutalement en
provoquant de violentes explosions (colonne
éruptive) et la projection de nuées ardentes
(avalanches de cendres, blocs de laves mélangés à
des gaz très chauds). La lave visqueuse ne s’écoule
pas en surface mais forme un dôme bouchant la
cheminée.
II. LES ROCHES MAGMATIQUES DES ZONES DE SUBDUCTION
Quelles sont les caractéristiques des roches trouvées sur le terrain ?
TP 14: Roches magmatiques et genèse des magmas dans les
zones de subduction (activité 1).
TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de
subduction (Activité 1)
Problème : Quelles sont les caractéristiques des roches magmatiques
trouvées dans les zones de subduction ?
TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de
subduction (Activité 1)
Problème : Quelles sont les caractéristiques des roches magmatiques
trouvées dans les zones de subduction ?
Les roches volcaniques, andésites et rhyolites,
présentent une structure microlitique qui révèle un
refroidissement rapide du magma en surface.
Les roches plutoniques, les granitoïdes (diorites et
granodiorites), présentent une structure grenue qui révèle
un refroidissement lent du magma en profondeur. Elles ne
se retrouveront en surface que des Ma plus tard (érosion).
Toutes ces roches, de composition chimique et
minéralogique proche, contiennent des minéraux
hydroxylés (riche en groupements OH). Pourtant, les
péridotites du manteau n’en contiennent pas, alors que ce
sont elles qui fondent à 100 km de profondeur pour donner
le magma. De plus, elles n’ont pas la même composition
minéralogique.
Comment expliquer ce paradoxe ?
III. LA GENÈSE DES MAGMAS EN ZONE DE SUBDUCTION
TP 14: Roches magmatiques et genèse des magmas dans les
zones de subduction (activité 2).
TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de
subduction (Activité 2)
Problème : Comment se forme le magma à l’origine des roches
au niveau d'une zone de subduction ?
Etape 1 : Déterminer les conditions nécessaires à la fusion du manteau à 100 km de
profondeur dans une zone de subduction.
variation de température en fonction
de la profondeur à la verticale des
volcans explosifs
milieu
solide
liquide
+solide
Solidus des péridotites hydratées
liquide
+solide
Solidus des péridotites non hydratées
milieu
solide
Vers 100km de profondeur dans les zones de subduction, c’est l’hydratation des péridotites du
manteau de la plaque chevauchante qui permet leur fusion partielle.
TP14 : Roches magmatiques et genèse des magmas dans les zones de
subduction (Activité 2)
Problème : Comment se forme le magma à l’origine des roches
au niveau d'une zone de subduction ?
Etape 2 : Déterminer l’origine de l’eau responsable de la fusion partielle du manteau.
gabbros
Métagabbros à
Chlorite (2 à 3% d’eau)
Métagabbros à
Glaucophane (0,5 à
0,8% d’eau)
Métagabbros à Grenat,
jadéite (<0,1% d’eau)
A la profondeur où sont produits ces magmas, la
température est insuffisante pour faire fondre les
péridotites, sauf si elles sont hydratées.
La fusion partielle du manteau à l’origine des
magmas est donc due à l’hydratation de la plaque
chevauchante.
En effet, comme nous l’avons vu dans le chapitre
précédent, les gabbros de la croûte océanique
plongeante subissent au cours de leur enfouissement
des transformations métamorphiques en schistes bleus
puis éclogites.
Ces réactions s’accompagnent d’une libération
d’eau qui remonte dans le manteau sus-jacent et
diminue sa température de fusion. Elle entrera aussi
dans la composition des minéraux des roches
magmatiques qui se formeront dans la croûte
continentale.
IV. LA PRODUCTION DE CROÛTE CONTINENTALE
Livre: document 2 p.179
On estime aujourd’hui
que création
(accrétion) et
destruction (érosion)
de la croûte
continentale
s’équilibrent à peu
près, et donc que le
volume total de croûte
continentale ne
change pratiquement
plus.
La cristallisation fractionnée
= riche en Si
Les magmas provenant d’une fusion partielle
des péridotites sont initialement basaltiques; ils
évoluent en magmas granodioritiques ou
andésitiques (plus riches en Si), qui donneront les
roches volcaniques en surface et plutoniques en
profondeur vues dans le II).
La production puis la remontée de magmas
mantellique dans une zone de subduction est à
l’origine de la création d’une quantité considérable
de croûte continentale.
On parle d’accrétion continentale.