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 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 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 Quartz Mica (biotite, muscovite) Sillimanite Feldspath (plagioclase, orthose) grenat microcline MINERAL HYDRATE OU NON Non hydraté hydraté Non hydraté Non hydraté Non hydraté Non hydraté Domaines de stabilité de certains minéraux selon la pression et la température en profondeur A: courbe d'anatexie 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.