TP15 Reconstituer l’histoire précoce des Alpes

TP15
Reconstituer l’histoire précoce des Alpes
Dans les Alpes, certaines roches métamorphiques trouvées ne dérivent pas de roches de la croûte continentale et leur origine est restée longtemps incomprise. Leur étude a permis de reconstituer
progressivement l’histoire précoce des Alpes.
Objectifs : A partir des observations de terrain et des roches macrosopiquement et microscopiquement, déterminer leurs conditions de formation et reconstituer l’histoire précoce d’une chaine de
montagnes.
Matériel :
- Données de terrain : fichier « visite virtuelle » dans « Mes documents, Devoirs, vieillard » à ouvrir avec Google Earth :
Arrêt 1 + roches A, B et C pour le Chenaillet
- Echantillons et lames minces de roches métamorphiques retrouvées au Mont Viso :
o
métagabbro avec des pyroxènes entourés d’une auréole de glaucophane dans une matrice blanche de plagioclases (G2)
o
éclogite présentant entre autres, des grains rouges de grenat visibles dans une matrice verte de jadéite (E1)
- Microscope polarisant
- Fiche de reconnaissance des minéraux
Activités proposées
Capacités travaillées
A partir du matériel fourni (données de terrain, échantillons de roches, lames minces de roches, diagramme
Adoptez une démarche explicative
pression/température, documents…), montrer qu’avant la collision continentale qui a donné les Alpes, il existait
un océan à la place qui a disparu en subduction qui marque aujourd’hui la suture entre les 2 plaques qui
s’affrontent.
Utilisez un microscope polarisant
Savoir reconnaitre des minéraux marqueurs des
conditions du métamorphisme (glaucophane, grenat,
jadéite)
Savoir lire et exploiter
Production attendue :
- raisonnement argumenté rédigé de façon clair et précise
- le glaucophane, le grenat et la jadéite reconnus dans les roches fournies (appelez le professeur pour vérification)
- le diagramme pression-température document 5 complété afin de déterminer les conditions de formation de certaines roches retrouvées dans
les Alpes
- une conclusion résumant l’histoire précoce des Alpes
Document 5 : Diagramme Pression-Température :
Ce diagramme a été obtenu après des expériences menées en laboratoire
sur différents minéraux. Chaque domaine (I à VII) correspond à des
conditions de pression (profondeur) et température pour lesquelles
certains minéraux sont stables. En dehors de leur champ de stabilité, les
minéraux sont métamorphisés en de nouveaux minéraux plus stables dans
les nouvelles conditions de pression et température.
G1
G0
un diagramme pression-température
Faire une synthèse organisée d’informations
Domaines de stabilité des minéraux ;
I = association à glaucophane + jadéite
II = association à pyroxène + glaucophane + plagioclase.
III = association à grenat + jadéite +/- glaucophane.
IV = association à chlorite + actinote + plagioclase.
V = association à hornblende + plagioclase
VI = association à grenat + jadéite
VII = association à pyroxène + plagioclase
Gabbro de la croûte océanique jeune
G1 Métagabbro à chlorite et actinote
G2 Métagabbro à glaucophane
E1 Eclogite
Document 1 : Structure et formation des marges continentales actuelles et passées :
Marge continentale passive
Document 1a : Localisation de la marge continentale passive armoricaine
Document 1c : Coupe des blocs du Taillefer et des Grandes Rousses Rochail :
Dans toute la partie ouest de l'arc alpin il est
possible de repérer des ensembles de failles qui
possèdent une certaine orientation générale
commune.
Ces accidents tectoniques peuvent êtres
visualisés sur de grandes échelles (où ils
affectent des régions entières) ou à des échelles
plus locales.
Ces failles sont datées du Jurassique et ont
été conservées au cours du temps jusqu'à nos
jours.
Document 1b : Les marges continentales passives :
Les marges passives sont les parties immergées du continent et sont composées de croûte continentale.
Ce sont des zones de transition (de frontière) entre le domaine continental et le domaine océanique,
dépourvues d'activité volcanique et sismique. Elles forment les bordures stables des continents.
Elles sont découpées en blocs basculés le long de failles normales. C’est donc une structure qui s’est
formée dans un contexte d’extension du continent, lors de la naissance de l’océan.
C’est une zone amincie de la croute continentale (10km environ). Elles sont recouvertes d’une épaisse couche
de sédiments. L’étude de la nature et de l’âge des sédiments est d’une grande importance pour connaître
l’histoire de la marge passive et donc l’histoire précoce de l’océan.
Les sédiments qui recouvrent les blocs sont diversement orientés, on distingue plusieurs séries :
- les sédiments anté-rift : ils sont solidaires et parallèles au socle du bloc basculé : ils sont
affectés par les failles et sont donc antérieurs à la fracturation de la croute.
- les sédiments syn-rift disposés en éventail. Ils se sont déposés au fur et à mesure du jeu des
failles d’où leur aspect en éventail.
- les sédiments post-rift qui recouvrent horizontalement l'ensemble des blocs basculés. Ils sont
en discordance avec les autres. Comme ils recouvrent l'ensemble sans être affectés par les failles, c'est
qu'ils se sont déposés après le jeu des failles c’est-à-dire après la déchirure continentale. L’âge des
sédiments océaniques marquent l’âge du début de la formation de la croute océanique.
Sédiments anté-rift
Sédiments syn-rift
Sédiments post-rift
Document 3 : Les roches métamorphiques des Alpes
Document 2 : Les traces d’un ancien océan
Le massif du Chenaillet est situé à l'est de Briançon, dans les Alpes. Ce
massif s'étend sur 40 km2 et culmine à plus de 2000 m d'altitude. Il présente
un complexe de roches particulières appelées ophiolites ou complexe
ophiolitique datés de -155 à -135Ma.
Les ophiolites (du grec : ophios, serpent, d'après l'aspect luisant et verdâtre
des roches qui ressemblent à une peau de serpent) sont constituées d'un
ensemble de roches très variées : basaltes, gabbros et péridotites.
Les roches sédimentaires et cristallines des
Alpes franco-italiennes ont quasiment toutes
subi un métamorphisme, mais celui-ci a été
d'intensité très variable selon la région
considérée. L'établissement précis de la
répartition de ces roches a ainsi permis de
mettre en évidence une zonation très
particulière du métamorphisme qui témoigne
de l'histoire même de la chaîne. Elle est
représentée ici sur une carte synthétique.
Document 2a : Coupe géologique schématique des ophiolites du Chenaillet
Document 4 : Les roches métamorphiques du Mont Viso :
Certains massifs ophiolitiques situés dans les zones internes des Alpes, portent des
traces d'un métamorphisme particulier. Ces roches sont étudiées en lames minces.
Eclogite
Métagabbros foliés à glaucophane
Pyroxène
P y ro