Thème 1-B-3 Correction fiche d`exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205

Thème 1-B-3 Correction fiche d’exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205-206 S. Dalaine
LYCÉE
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

Thème 1-B-3 Correction fiche d’exercices n°8, ex 7, 8, 9 p. 205-206 S. Dalaine
LYCÉE
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).