Thème 1-B-3 Correction fiche d`exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205
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LYCÉE Thème 1-B-3 Correction fiche d’exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205-206 S. Dalaine Exercice 7 p.205 : le rôle de l’eau dans la fusion partielle du manteau Doc 1 : on constate sur la LM au MO une auréole du minéral amphibole verte autour d’un pyroxène en relique => réaction métamorphique, d’où terme de métagabbro stable dans le faciès des schistes verts. Ce faciès est de type BP- BT. Doc 2 : la réaction métamorphique aboutissant à la création d’amphibole verte nécessite de l’eau Doc 1 + doc 2 => métagabbro océanique est dû à un refroidissement et à une hydratation. Contexte géodynamique : le gabbro né au niveau de la dorsale, au cours du temps s’en éloigne et ainsi se refroidit et s’hydrate, il se transforme en métagabbro stable dans le faciès des schistes verts. Doc 1 : on constate sur la LM au MO une auréole de glaucophane autour d’un pyroxène en relique. => réaction métamorphique, cas d’un métagabbro stable dans le faciès des schistes bleus : métamorphisme MP- BT. => contexte géodynamique : subduction car la pression augmente plus vite que la température suite à l’enfoncement de la plaque lithosphérique océanique dans l’asthénosphère. Doc 2 : la glaucophane naît d’une réaction métamorphique qui libère de l’eau. Doc 1 + 2 => la subduction entraîne un métamorphisme de HP, conduisant à l’apparition de nouveaux minéraux tels que la glaucophane et à une libération d’eau. Doc 3 : diagramme PT avec conditions de fp de la péridotite. Géotherme au niveau des zones de subduction ne recoupe le solidus que des péridotites hydatées. La condition d’une possible fp dans les zones de subduction est donc l’hydratation des péridotites. Or doc 1 et 2 révèlent un métamorphisme de la plaque plongeante libérant de l’eau. Bilan-Synthèse : lors des processus d’océanisation, les roches de la croûte océanique (gabbros, basaltes) subissent au cours du temps une hydratation et un refroidissement. Ces changements entraînent des réactions chimiques à l’état solide, appelées métamorphisme hydrothermal et aboutissant à l’apparition de nouveaux minéraux (amphibole verte) en auréole autour des minéraux reliques. Cette LO, âgée, froide et hydratée plonge dans l’asthénosphère au niveau des zones de subduction. En plongeant, sa pression augmente, entraînant de nouvelles réactions métamorphiques (apparition de glaucophane stable dans le faciès des schistes bleus). Ces réactions libèrent de l’eau, qui va alors hydrater la péridotite du manteau de la lithosphère chevauchante. Cette hydratation de la péridotite abaisse son point de fusion, elle fond alors partiellement, donnant naissance à un magma. Ex 8 p.206 : Formation de la croûte terrestre au cours des temps géologiques Avant 2.5 Ga années, à l’Archéen, le gradient géothermique recoupait le solidus d’un basalte hydraté dès 50 km de profondeur, avant de couper la courbe de déshydratation d’un basalte. Ainsi, le basalte de la plaque plongeante, hydraté, atteignait dès 50 km de profondeur une température suffisante (650 °C) pour sa fusion partielle. Il fondait donc entretenant la création de la croûte océanique de la plaque chevauchante. Un basalte naissait de la fp d’un basalte subduit, cf schéma illustratif Après l’Archéen, on constate que le gradient géothermique recoupe la courbe de déshydratation d’un basalte (à 90 km de profondeur) avant le solidus d’un basalte hydraté (à 95 km de profondeur). Ainsi, le basalte, aux températures qui règnent depuis l’archéen, perd son eau, dès 90 km de profondeur. N’étant plus hydraté, il ne peut fondre partiellement (le solidus hydraté n’a plus d’intérêt). Synthèse – mise en relation: à l’Archéen, la température du globe terrestre était très élevée, à 50 km de profondeur T°C = 650°C. Ce gradient géothermique très élevé permettait la fusion partielle d’un basalte en subduction et donc son recyclage rapide en co de la plaque chevauchante. Après l’Archéen, le refroidissement de la Terre, abaisse donc son gradient géothermique, il faut atteindre 95 km de profondeur pour enregistrer une T°C= 650 °C. Ainsi, le basalte se déshydrate rapidement, ne lui permettant pas de fondre. Le refroidissement de la Terre a engendré une modification de la formation de la croûte terrestre ; recyclage du basalte avant l’Archéen, fusion de la péridotite mantellique de la plaque chevauchante depuis l’Archéen. Ex 9 p.206 : La cristallisation fractionnée On constate sur le diagramme de Bowen, que les minéraux des roches rencontrées dans les zones de subduction n’ont pas la même température de cristallisation. Ainsi, l’olivine et le pyroxène sont les 1ers à LYCÉE Thème 1-B-3 Correction fiche d’exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205-206 S. Dalaine cristalliser, alors que les micas noirs et le quartz sont les derniers ; concernant les plagioclases, les calciques cristallisent les 1ers et les sodiques les derniers. Ces températures différentes de cristallisation sont corrélables à la teneur en silice des minéraux, l’olivine est très pauvre en silice comparativement au quartz (= silice pure). Ainsi, lorsque le magma se crée entre 200 et 80 km de profondeur par fusion partielle de la péridotite hydratée, il remonte car il est moins dense. En remontant il refroidit et permet la cristallisation de 1ers minéraux tels quel l’olivine, et les pyroxènes, les plagioclases calciques. Le magma non cristallisé se trouve proportionnellement enrichi en silice, il continue son ascension et sa cristallisation et alors apparaissent des amphiboles, puis de l’orthose, puis du mica noir, des plagioclases sodiques et enfin du quartz. Les roches nées très en profondeur, d’un magma peu différencié sont relativement riches en px, ol, amphiboles, et pauvres en qtz, sont donc de composition basaltique (proche de la composition de la péridotite), alors que celles d’un magma très différencié, ayant cristallisé à plus faible T°C, donc moins profondément, seront riches en qrtz, en mica noir et en fd sodique ( ex : ryholite et granite).
