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Préparation Agrégation interne SVTU 2012/2013
François Maricourt
Magmatisme des zones de subduction (Terminale S)
Leçon : Activités pratiques et travail de classe
Cadre programme :
thème 1B : le domaine continental et sa dynamique – 1B3 : le magmatisme en zone de subduction
Comprendre les caractéristiques de la croûte continentale et sa dynamique à travers son activité magmatique
dans les zones de subduction.
 importance de l'activité magmatique des zones de subduction
 importance dans la production de lithosphère continentale
Acquis :
 école élémentaire / culture générale : existence de volcans et d'un volcanisme actuel et ancien
 4ème : volcanisme, manifestations volcaniques, répartition des volcans, origine profonde du magma …
remarque : le plutonisme n'est pas évoqué
Plan envisagé :
1. les roches magmatiques des zones de subduction et leur diversité
comment expliquer la formation de roches magmatiques dans ces zones ?
2. l'origine du magmatisme : relation métamorphisme et magmatisme
comment expliquer l'existence d'une diversité de roches magmatiques dans ces zones ?
3. la diversité des roches magmatiques : évolution du magma et conditions de refroidissement
quelle est l'importance de l'activité magmatique dans la dynamique de la lithosphère continentale ?
4. production de la lithosphère continentale et part du magmatisme
Choix :
 très vaste thème donc bcp de TP et activités possibles
 on privilégie les TP basés sur du concret (observations échantillons et lames), approche importante en
géologie
 on essaie également de proposer des activités faisant appel à des compétences variées : observations
(poste 1); mise en relation de données (composition, expérience analogique, solidus) (poste 2);
modélisation et confrontation au réel (poste 3); approche quantitative (poste 4).
remarques : on ne traitera donc pas ici du dynamisme éruptif .
Poste 1 : les caractéristiques du magmatisme de subduction
matériel : échantillons/lames minces andésite, granodiorite, granite + microscopes géol + tableau
composition minéralogique et chimique (ou alors logiciel Minusc)
OC : déterminer la nature et la composition minéralogique/chimique de certaines roches volcaniques et
plutoniques identifiables dans les zones de subduction; montrer qu'il existe les deux types de roches magmatiques
et que ces roches ont une composition minéralogique différente (composition andésitique ou granitique)
OM : utilisation d'un mode d'observation, d'une clé d'identification minéralogique; mise en relation avec
des données moléculaires (éventuellement utilisation d'une base de données moléculaires : minusc)
Activités proposées :
1. réalisation d'observations macroscopiques et microscopiques des échantillons et lames
2. identification des minéraux essentiels des roches et de leur structure
3. détermination de leur composition chimique
4. conclure et envisager une explication à la diversité
Questionnement élève :
Dans les zones de subduction, il est possible de retrouver des échantillons de roches variées, telles que des
andésites, des granodiorites ou des granites.
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François Maricourt
On cherche à déterminer leur composition minéralogique et chimique et à mettre en évidence
d'éventuelles différences portant sur leur structure et/ou leur composition chimique
1. pour deux des trois roches présentées (andésite + granodiorite ou granite), réaliser l'observation de
l'échantillon et de la lame mince correspondante afin de pouvoir identifier les minéraux majeurs.
Appeler l'enseignant pour vérifier l'identification
Ressource : fiche d'identification des minéraux + rappels du fonctionnement d'un microscope géologique
Aide : en cas de difficulté, fournir aux élèves la composition minéralogique et leur demander de retrouver
les minéraux sur la lame.
2. exploiter les résultats de l'observation et les données sur la composition chimique, pour déterminer les
composants chimiques majeurs de ces roches; organiser votre réponse sous la forme d'un tableau comparatif
Consignes : critères de réussite pour le tableau à construire et compléter
andésite
structure
microlithique
Minéraux majeurs
Plagioclases,
amphiboles
Composition chimique
granodiorite
grenue
granite
grenue
pyroxènes, Plagioclases, Orthose, amphiboles, Orthose, Quartz, micas
micas
SiO2 moyen; FeMg moyen, CA ++
richesse en H20
idem
SiO2 , K2O, NaO :++
3. conclure quant à la diversité des roches magmatiques produites dans les zones de subduction
Existence d'une diversité de structure, de minéralogie et donc de chimie …
Insister sur l'importance quantitative de la teneur en H20 (notion exploitée au poste 2)
4. envisager une explication à la diversité éventuelle des roches observées dans ces régions
Indique des conditions de refroidissement différentes et un magma différent ….

Critiques/difficultés probables :
 réalisation des observations : que faut-il observer et comment utilise-t-on le microscope de manière
pertinente (réglages ….)
 conditions d'observation et d'utilisation du matériel : travail généralement par binome, inadapté pour
l'acquisition de méthodes d'observation
 difficulté pour réaliser les déterminations (qualité de l'échantillon ….); d'où la possibilité d'une aide
Poste 2 : les conditions de formation du magma dans les zones de subduction
matériel : graphique P°/T° avec géotherme et solidus; logiciel Minusc; modèle de la subduction avec
roches métamorphiques (notion vue précédemment dans le programme); vidéo montrant le rôle de “fondant”
joué par l'eau.
OC : déterminer l'existence d'une relation entre les réactions de déshydratation qui accompagnent le
métamorphisme et la formation du magma par fusion de péridotites hydratées.
OM : exploiter différentes données et les mettre en relation pour élaborer un scénario de formation du
magma dans les zones de subduction.
Activités proposées : formation aux épreuves de l'ECE
1. proposer une problématique : “comment expliquer la formation “régulière” de magma issu de la
fusion des péridotites du manteau dans les zones de subduction ? ”
2. proposer un document ressource “l'eau et son rôle de fondant”
3. envisager une hypothèse explicative et une démarche de recherche
4. proposer les différentes ressources : ressource Minusc (composition chimique), modèle de la
subduction (position des roches le long du plan de W-B), diagramme de stabilité des minéraux.
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5. Mettre en relation ces données pour répondre à la problématique et élaborer un document
récapitulatif (subduction, déshydratation, fusion péridotites, formation magma).
Critiques/difficultés probables : notion compliquée !!!
*
Poste 3 : la diversité des magmas (titre à revoir ...)
matériel : modèle fusion partielle (tube avec 3 graisses; bain-marie; thermomètres; température de fusion
des différents composants); composition chimique des péridotites, andésites, granites; mécanisme d'assimilation
(texte extrait de “magmatisme – Bonnin, Dunod édition)
OC : déterminer l'origine de la différence chimique entre péridotites et andésites (fusion partielle) et entre
andésites et granites (assimilation)
OM : utiliser un modèle (réaliser une simulation; le confronter au réel) pour comprendre le mécanisme de
fusion partielle; faire preuve d'esprit critique; mettre en relation des données
Activités proposées : on cherche à déterminer si la fusion partielle des péridotites peut expliquer la
différence entre composition des péridotites et composition du magma andésitique.
1. Utiliser le modèle fusion partielle : on précise ce qu'est la fusion partielle et on fait fonctionner le
modèle; exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème posé en confrontant ces
résultats aux données de terrain.
Aides : 1). orienter les élèves sur la composition de la fraction liquide, composition différente de la '”solution
initiale solide” - 2). mettre en parallèle “tube solide : péridotites d'origine” et “fraction liquide : magma produit”
2. Indiquer des critiques / au modèle utilisé
3. Exploiter les données du texte (assimilation)
4. Réaliser un schéma bilan.
Poste 4 : la production de roches plutoniques
matériel : données quantitatives (cf graphique Sciences de la Terre et de l'Univers;page 488)
OC : déterminer l'importance du magmatisme dans la production de la lithosphère continentale
OM : utiliser un tableur et exploiter des résultats
Activités proposées : on cherche à déterminer la place du magmatisme dans la production de la croûte
continentale et son évolution au cours du temps.
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