TP 14 Devenir de la croûte océanique subduite

Partie D La convergence lithosphérique et ses effets TP 14
TP 14 : Devenir de la croûte océanique au cours de la subduction
Objectifs méthodologiques
- Identifier des minéraux
- Placer des roches sur une grille pétrogénétique
- Tracer un chemin P/T/t sur une grille pétrogénétique
Objectifs notionnels
Transformations structurales et minéralogiques d'un gabbro au cours du
métamorphisme lié à une zone de subduction
Que deviennent les roches de la croûte océanique lors de la subduction ?
A partir d'un certain seuil de température et de pression, deux minéraux voisins jusqu'alors stables, peuvent réagir et donner naissance sur
leur frontière commune à un nouveau minéral. Un assemblage minéralogique (paragénèse), n'est stable que dans un domaine de pression et
de température bien précis. Ces domaines de stabilité des minéraux sont déterminés expérimentalement en laboratoire ce qui permet de
construire une grille prétrogénétique (document 2).
L'évolution d'un minéral se fait ainsi toujours par sa périphérie (ce qui permet d'utiliser le principe d'inclusion).
La collision entre les lithosphères continentales Eurasienne et Africaine a été précédée par la disparition de l’océan Alpin par subduction.
Bien que l’essentiel de la lithosphère océanique ait disparu dans l’asthénosphère par subduction, quelques lambeaux, les ophiolites, ont été
préservés dans les Alpes.
Parmi les ophiolites alpines, vestiges de l'océan Alpin, les gabbros ont une structure grenue (cristallisée) qui facilite les observations.
Les roches étudiées proviennent de trois secteurs géographiques différents : Chenaillet, Queyras (Bric Bouchet), Viso.
Document 1 : Carte des Alpes
1.
Observer différentes roches : gabbro, métagabbro à hornblende (Chenaillet), métagabbro à glaucophane du Queyras (« Schistes
bleus »), métagabbro à grenat et jadéite du Mont Viso (« Eclogite ») (échantillons à l'œil nu, lames minces au microscope, photos…).
Vous devez reconnaître : pyroxène et feldspath plagioclase dans un gabbro, une couronne de Hornblende autour d’un pyroxène relique (métagabbro à
hornblende), une couronne de glaucophane autour d’u pyroxène relique (métagabbro à glaucophane) et grenat et jadéite dans un métagabbro à grenat et
jadéite. Utiliser les fiches de détermination des minéraux en lumière polarisée et polarisée analysée (voir principe du microscope polarisant).
2.
A partir de l’image numérique d’une lame de métagabbro à glaucophane, qui montre les relations entre un pyroxène relique et de
la glaucophane, le tout dans une matrice incolore à légèrement verte (chlorite /actinote) correspondant à d’anciens plagioclases
transformés, réaliser à l’aide du logiciel Mesurim un schéma d’interprétation qui mette en évidence la transformation
minéralogique observée.
3.
Placer chaque roche sur la grille pétrogénétique.
4.
Tracer le chemin P/T/t suivi par la lithosphère océanique. Indiquez le type de métamorphisme subi par ces roches au cours de ce
trajet P/T/t, ainsi que les "entrées" ou "sorties" d'eau des roches.
5.
Placer ces roches dans un schéma de contexte de subduction d’une plaque lors de la tectonique des plaques.
6.
En déduire la plaque subductée lors de la convergence des plaques eurasiatique et africaine.
Partie D La convergence lithosphérique et ses effets TP 14
Roches à
observer
Minéraux
observés
(souligner en
bleu les
minéraux
hydratés)
Gabbro "magmatique"
Métagabbro du Chenaillet
Métagabbro du Queyras
(Bric Bouchet)
Métagabbro du Viso
Datation
relative des
différents
minéraux
Minéraux
Composition chimique
Plagioclase
NaAlSi3O8
Pyroxène
Mg2Si2O6
Hornblende
NaCa2(Mg,Fe)4Al3Si6O22(OH)2
Chlorite
(Mg,Fe,Al)3Mg3[(Si,Al)4O10(OH2)](OH)
6
Actinote
Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2
Glaucophane
Na2Mg3Al2Si8O22(OH)2
Grenat
(Fe,Mg)3Al2Si3O12
Jadéite
Na Al (Si2 O6)
Document 3 : Composition chimique de quelques
minéraux
Document 2 : Grille pétrogénétique
Document 4 : Schéma d’une zone de subduction
Document 5 : Réactions métamorphiques