Métamorphisme croute océanique et magmatisme

LE TRAJET DES ROCHES DE
LA CROUTE OCEANIQUE
-TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LEUR
TRAJET DE LA DORSALE A LA ZONE DE SUBDUCTION
-TRANSFORMATION
DES GABBROS AU COURS DE LA
SUBDUCTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE
-ROCHES PRODUITES DANS LES ZONES DE
SUBDUCTION
Transformations des gabbros au cours de leur
trajet de la dorsale à la zone de subduction
• Le document (cf doc 6 du cours) montre que, lors de l’expansion,
les roches de la croûte océanique (basalte et gabbros)
subissent un refroidissement facilité par la circulation de
l’eau de mer dans les fractures (hydrothermalisme)
dans des conditions de faible pression et de température
de plus en plus faible au fur et à mesure que l’on s’éloigne
de la dorsale.
Lame mince d’un gabbro prélevé au niveau
d’une dorsale
• Le gabbro correspond à une roche grenue venant de cristalliser
soumise à une faible pression et située dans un intervalle de
température 600°C<T°C< 800°C
• Cette roche montre de gros cristaux de plagioclases (Pl)
reconnaissables à leurs macles répétées ainsi que des cristaux de
pyroxènes (Py) de couleur jaune orangée
Lame mince d’un métagabbro
•
•
le métagabbro situé dans un intervalle de température 700°C à 400°C
présente une transformation minérale:
Une auréole d’un nouveau minéral appelé amphibole (Hornblende dans
ce cas) apparaît autour des pyroxènes. On parle ici de métamorphisme
de Basse Pression et de moyenne Température:BP/MT
• 1. Plagioclase; 2. Pyroxène ; 3. Hornblende
Métagabbro (faciès des schistes verts)
• Lorsque le refroidissement de la Croûte Océanique se
poursuit. La couleur verte domine.
• Ces minéraux correspondent au faciès des Schistes
Verts, Les pyroxènes magmatiques bruns du métagabbro
sont remplacés par des minéraux verts: chlorite et actinote
Transformations des gabbros au cours de la
subduction de la lithosphère océanique
• Les plagioclases
incomplètement transformés
ainsi que la Hornblende
nouvellement formée du
métagabbro peuvent être
transformés en nouveaux
minéraux hydratés,
chlorite et actinote en
présence d’eau et lors du
refroidissement aboutissant
au métagabbro à chlorite.
• La réaction est:
•Plagioclase + hornblende + eau  chlorite + actinote
Métagabbro à glaucophane: début de la
subduction
•
•
•
La présence de plagioclase
(1) et Pyroxène (Augite) (2)
indique qu’il s’agit bien d’un
ancien gabbro;
La présence d’Actinote (5)
indique que cet ancien gabbro
est passé dans la zone de
formation et de stabilité de ce
minéral .
La présence d’une auréole
de glaucophane (4) indique
qu’une réaction chimique s’est
déroulée à l’interface des 2
minéraux devenus instables
pour donner un nouveau
minéral stable dans les
nouvelles conditions de P et T
 Le métagabbro à glaucophane a donc été soumis à des températures
comprises entre 200°C< T°C< 450°C et à des profondeurs oscillants entre 15 à
30 km;
métamorphisme HP/MT
Métagabbro d’une lithosphère en cours de
subduction (Faciès à éclogites)
•
La lame mince montre un
métagabbro présentant
une nouvelle
association minérale
qui conserve du
Glaucophane (4) mais
qui présente de nouveaux
minéraux qui eux sont
anhydres, le Grenat (6)
et un nouveau pyroxène
(la jadéite, (7)) ainsi que
du Quartz (8).
Le métagabbro au stade G5 a donc été soumis à des températures comprises
entre 250°<T°C<500°C, à des profondeurs > 35 km
Lors de la subduction, les minéraux hydratés des associations minérales
précédentes sont transformés en minéraux anhydre ce qui libère de l’eau. On
parle de métamorphisme HP/HT:
Plagioclase + chlorite  glaucophane + eau
A
B
C
D
Diagramme P-T
montrant les
domaines de
quelques
associations de
minéraux
caractéristiques
SYNTHESE sur les roches métamorphiques
Il y a donc apparition d’un magma particulier qui va donner naissance
à des roches spécifiques
Métamorphisme par hydratation
des roches de la croûte océanique
Fusion partielle de
péridotite favorisée
par la présence d’eau
Refroidissement, épaississement
de la croûte lithosphèrique océanique
Métamorphisme des roches
de la croûte au cours de
la subduction
Roches produites dans les
zones de subduction
Andésite
Rhyolite
granit et granodiorite
C’est l’étude de la structure et de la composition de ces roches qui
permet de comprendre leur mode de formation et leur origine……..
Roches produites dans les
zones de subduction
• Andésite et Rhyolite possède une
texture caractérisée par la présence de
gros et de petits cristaux (microlites)
noyés dans un verre non cristallisé
(texture microlitique);
• Ces 2 roches ont une composition
minéralogique différente due à des
conditions de cristallisation différentes:
• Feldspath plagioclase et pyroxène
pour l ‘Andésite,
• Feldspath plagioclase, quartz et
biotite pour la Rhyolite.
Roches produites dans les zones de subduction
•
•
La granodiorite est une roche entièrement cristallisée (texture grenue), ce
qui confirme son origine plutonique (refroidissement lent d’un magma ayant
cristallisé en profondeur);
En revanche sa composition minéralogique se rapproche de celles de
l’Andésite et de la Rhyolite, ce qui suggère que ces roches se forment à
partir d’un même type de magma: magma obtenue par fusion des
péridotites du manteau supérieur de la plaque chevauchante