Document 3 : Solidus d`une péridotite hydratée

L’ensemble des zones de subduction de la planète se caractérise par une activité volcanique
intense. Il existe nécessairement un lien entre subduction et genèse des magmas.
OBJECTIFS : ANALYSER
DES DOCUMENTS, REALISER DES EXPERIENCES, OBSERVER DES LAMES MINCES DE ROCHES DE LA CROUTE OCEANIQUE.
Quelle est l’origine des magmas responsable de cette activité volcanique ? Quelles sont les conditions de genèse de ces magmas ?
I.
Activité 1 : Localisation de la zone de formation des magmas
Les Andes
Les Iles
Tonga
Kermadec
1.
2.
3.
Légendez puis retracez sur les coupes obtenues dans le TP précédent, la plaque lithosphérique plongeante.
Recherchez sur les deux coupes la profondeur minimale de la plaque lithosphérique plongeante à laquelle le magma se forme
(à l’aplomb des volcans). Que constatez-vous ?
À cette profondeur, quel type de roche est susceptible de fondre pour former les magmas ?
II. Activité 2 : Retrouver les conditions de fusion du manteau lithosphérique
Document 1 : Diagramme Pression (profondeur) – Température de la péridotite.
Le Solidus indique le passage d’un état solide de la péridotite à un état partiellement liquide de la péridotite. Plus vous vous
déplacez vers la droite du graphique, plus le pourcentage de péridotite à l’état liquide est important (fusion partielle de plus en
plus importante). Lorsque vous dépassez le Liquidus, la totalité de la péridotite est à l’état liquide.
Document 2 : Quelques données.
Profondeur (km)
Solidus sec (°C)
Liquidus (°C)
0
1200
1250
1300
1400
1550
1750
1850
1900
1950
2050
2250
2450
-20
-40
-80
-160
-240
4.
5.
géotherme dorsale
(°C)
0
1000
1300
1450
1500
1510
Géotherme
subduction (°C)
0
230
480
800
1150
1230
À l’aide du document 2, complétez une feuille de calcul Excel puis tracez un graphique (nuage de points) ; par défaut, le logiciel
ne sélectionne pas les bonnes abscisses et ordonnées dans ce cas précis ; faites un clic droit dans le graphique et choisissez
« sélectionner les données » puis cliquez sur « changer de ligne ou de colonne ». Cliquez sur les axes et ajoutez des graduations
principale et secondaire. Imprimez puis, éventuellement, retracez les courbes obtenues sur le document 1.
Que constatez-vous ? Cela vous pose-t-il un problème ?
Document 3 : Solidus d’une péridotite hydratée
Profondeur (km)
0
20
40
80
160
240
Température (°C)
1200
1000
900
800
1000
1600
6.
7.
À l’aide du document 3, tracez le Solidus en vert
sur le document 1 (et sur votre feuille imprimée
précédemment) d’une péridotite hydratée. Que
constatez-vous ?
Émettez une hypothèse concernant le problème
qui se pose dans la question 5.
III. Activité 3 : Retrouver l’origine de l’eau permettant la fusion des péridotites
Document 1 : La transformation de la lithosphère océanique plongeante
La croûte océanique est composée essentiellement d’une roche magmatique plutonique : le Gabbro constitué de deux
minéraux : le plagioclase et le pyroxène. Après sa formation au niveau de la dorsale océanique, le Gabbro subit des
transformations minéralogiques qui sont liées à l’action de l’eau de mer. Suite à l’hydratation du Gabbro, deux réactions
chimiques se réalisent :
Plagioclase + pyroxène + eau
Amphibole
Plagioclase + amphibole + eau
Chlorite + actinote
Ainsi, lors de la plongée de la croûte océanique dans le manteau au niveau des zones de subduction, le Gabbro qui s’appelle
Métagabbro est constitué de trois voire quatre minéraux : le plagioclase, le pyroxène, l’amphibole (pyroxène hydraté) et
l’actinote + chlorite.
Suite à l’enfoncement du Métagabbro dans le manteau, une réaction chimique se produit :
Plagioclase + chlorite
glaucophane + eau
On trouve ainsi dans la croûte océanique subduite, une roche issue de la transformation à haute pression du Métagabbro :
l’éclogite. Cette éclogite est formée de trois minéraux : le Glaucophane, le Grenat et la Jadéite.
Document 2 : Diagramme Pression – Température montrant les conditions de température et de
pression dans lesquelles les minéraux composant la croûte océanique peuvent être stable.
8.
9.
Indiquez sur le document 2, les conditions de pression et de température où se trouvent le Gabbro, le Métagabbro et l’éclogite.
Indiquez les variations de pression et de température que doit subir un Métagabbro pour se transformer en Eclogite. Quel
phénomène permet d’expliquer ces variations ?
10. Quel produit est libéré lors de cette transformation ? à partir de quelle profondeur ?
11. Quelle est l’origine de l’eau permettant d’aboutir à un solidus hydraté ?
BILAN
12. Rédigez un texte permettant d’expliquer l’origine des magmas à partir des mots suivants :






Fusion partielle
Hydratation
Géotherme
Lithosphère océanique
Péridotite
Enfoncement





Magma
Haute pression
Basse température
Métagabbro
Éclogite.