1B – Caractérisation du domaine continental : lithosphère

1B – Caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale
DES TEMOINS PETROGRAPHIQUES D'UN RACCOURCISSEMENT ET D'UN EPAISSISSEMENT CRUSTAL
Fiche sujet – candidat (1/2)
MISE EN SITUATION ET RECHERCHE A MENER
Dans les chaînes de montagnes (ex: Alpes), on a identifié la présence de marqueurs tectoniques qui témoignent d'un épaississement crustal, résultant de la convergence de
plaques lithosphériques. Des roches ont ainsi été déplacées au cours de la convergence lithosphérique. Ces déplacements ont soumis ces roches à de nouvelles conditions de
pression et de température et se sont parfois accompagnés de la transformation de ces roches.
On cherche à montrer que certaines roches des chaînes de montagnes (granite, gneiss et migmatite) ont subit des transformations qui témoignent d'un épaississement crustal.
RESSOURCES
Lors de la collision de 2 plaques tectoniques, il se forme des nappes de charriage. La croûte continentale s'écaille. Les écailles
se superposent sous l'effet de forces compressives et des roches sont alors entraînées en profondeur. La collision se poursuit
par une subduction continentale (démontrée par tomographie sismique sous l'Himalaya).
Quelques exemples de mécanismes de transformation des roches:
L'anatexie: mécanisme de fusion des roches métamorphiques de la croûte continentale, lorsqu'elles sont soumises à un enfouissement
profond. Il se forme alors un magma qui finit par cristalliser. La composition chimique de la roche obtenue reste globalement la même que celle
de la roche qui a fondue, mais les minéraux ne sont pas les mêmes.
Le métamorphisme: mécanisme menant à la transformation à l'état solide
d'une roche, qui sous l'effet d'un déplacement, voire d'un enfouissement, subit
une modification des conditions de pression et de température. Les minéraux
initiaux se transforment en d'autres minéraux, stables dans les nouvelles
conditions de pression et de température. Sous l'effet de l'enfouissement, les
minéraux s'orientent dans une direction perpendiculaire à la pression que subit
la roche: celle-ci présente alors une alternance de lits(=bandes) de minéraux
distincts, soit une foliation.
Domaine de stabilité et hydratation de certains minéraux:
MINERAL
MINERAL HYDRATE OU NON
Quartz
Non hydraté
Mica (biotite, muscovite)
hydraté
Sillimanite
Non hydraté
Feldspath (plagioclase, orthose)
Non hydraté
grenat
Non hydraté
microcline
Non hydraté
 Echantillons de granite et de gneiss et
photographie d'une migmatite
 Lames minces des roches citées ci-dessus.
 Diagramme de pression-température
présentant le solidus* hydraté et le
solidus sec du gneiss.
Matériel envisageable :
 De laboratoire (verrerie, instruments…)
 D’observation (microscope, loupe
binoculaire…)
 De mesure et d’expérimentation (balance,
chaîne EXAO…)
 Informatique et acquisition numérique
ETAPE 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée maximale : 10 minutes)
Proposer une démarche d’investigation permettant de déterminer les transformations subies par les roches fournies et de prouver qu'elles témoignent d'un épaississement de la
croûte continentale.
Appeler l’examinateur pour vérifier la proposition et obtenir la suite du sujet. (non faisable, ici)
Votre proposition peut s’appuyer sur un document écrit (utiliser les feuilles de brouillon mises à votre disposition) et/ou être faite à l’oral. Ici, vous rédigerez votre
proposition!
*Un Solidus: courbe de fusion commençante (séparant donc les domaines de pression et de température où la roche est solide d'une part et liquide de l'autre). Il est établi en
laboratoire.
Domaines de stabilité de certains minéraux selon
la pression et la température en profondeur
A: courbe d'anatexie