Étude d`affleurement de croûte océanique Cristallisation

Première S
Partie 1 – Structure, composition et dynamique de la Terre
Fiche #5 – Magmatisme des dorsales
Étude d’affleurement de croûte océanique
12
12.1
12.2
12.3
12.4
Quelle est la constitution de la lithosphère océanique créée au niveau des dorsales ?
I Quel type de roche évoque l’affleurement (doc. 1.10a). Rapprochez ce document des docs. 254.1a et 256.1a. Quel
mécanisme pourrait expliquer cette disposition.
I/C Comparez dans le tableau 1.10 les échantillons de basalte et gabbro (les lignes grisées seront remplies pendant
l’activité 13). Laissez 15 cm de libre sous le tableau.
Ra Quelle hypothèse peut expliquer la formation de ces roches à partir de la dorsale (doc. 1.12) ?
C Sous le tableau, refaites le schéma d’une coupe de la lithosphère océanique (doc. 256.1A), en faisant correspondre
les colonnes du premier avec les strates du dernier.
Cristallisation de la vanilline
13
13.1
13.2
13.3
13.4
13.5
La vitesse de refroidissement joue-t-elle un rôle dans la mise en place de la structure d’une roche ?
Ra Expliquez en quoi le choix de la vanilline est approprié pour cette modélisation (doc. 1.13).
Imaginez un protocole expérimental.
Re/C Faites le compte-rendu de l’expérience.
Ra Connaissant la taille du champ (mesurée à l’aide de papier millimétré), calculer la taille moyenne des cristaux en
fonction de la vitesse de refroidissement
C Réaliser un schéma des 2 lames, en précisant la vitesse de refroidissement correspondante.
Ra Complétez les lignes grisées du tableau, en précisant (1) à quel type de cristaux de vanilline se rapportent les roches
étudiées et (2) à quel vitesse de refroidissement relatif ces roches ont été soumises.
Différenciation magmatique (dorsale)
14
14.1
14.2
14.3
14.4
On émet l’hypothèse qu’au niveau d’une dorsale, une remontée de magma, constitué de péridotite, est à l’origine de la
croûte océanique. Comment expliquer les différences de composition chimique des roches de la lithosphère océanique ?
Ra Si l’on admet que la remontée de magma vers la surface est suffisamment rapide, justifiez laquelle des flèches (figure 1.14) correspond aux changements qu’il subit (voir graphique T/P).
Ra A l’aide de la figure 1.15a, et après avoir rappelé les principaux minéraux présents dans une péridotite mantellique
(du manteau), indiquez quels minéraux vont passer dans la partie ‘liquide’ et ceux qui vont rester dans la partie ’solide’
Re/C Complétez par calcul (feuille
Excel ‘DifférenciationMagma’) le tableau ci-dessous (d% = variation en pourcentage, variation = ‘+’ si augmentation, ‘-‘ si régression)
Ra Connaissant les minéraux présents dans un basalte, justifiez les minéraux qui seront retrouvés dans une péridotite
de la lithosphère océanique, résultat de la différenciation (péridotite mantellique  péridotite lithosphérique + basalte/gabbro)
Quels sont les deux principaux facteurs de différenciation des roches de la croûte océanique ?
Première S
Partie 1 – Structure, composition et dynamique de la Terre
Fiche #5 – Magmatisme des dorsales
Document 1.10 – (a) Affleurement d’ophiolites
(territoire d’Oman) – (b)
Roches constituant les
ophiolites
(a)
(b)
Document 1.12 – Profil de
sismique réflexion au
niveau d’une dorsale de
l’océan Pacifique
Document 1.13 – Caractéristiques de la vanilline
La vanilline est une molécule organique de type aldéhyde (C8H8O3) extraite de la
gousse du vanillier ; la vanilline naturelle est très rare et aussi très recherchée par les
industriels pour son arôme. C’est pourquoi une molécule de synthèse a été fabriquée
par les chimistes. Celle-ci se présente sous forme cristallisée et sa température de
fusion est atteinte facilement (<100°C).
Figure 1.14 – Courbe de
fusion des péridotites
anhydres L’étude de la
fusion des roches en laboratoire consiste à faire varier
des facteurs tels que la
température et la pression.
Cette dernière dépend,
dans la Terre, de la profondeur. Le géologue construit
ainsi 2 courbes : le solidus,
qui sépare le domaine où la
roche est solide (côté de
l’origine) du domaine où
elle commence à fondre ; le
liquidus, qui fait passer
dans le domaine où tout est
fondu
Minéral
Quartz
Olivine
Feldspath (plagioclase)
albite
anorthite
Feldspath (orthose)
Micas
Noir (biotite)
Blanc (muscovite)
Pyroxènes
Diopside
Clinopyroxène
Figure 1.15 – Suites réactionnelles de Bowen et
composition chimique des
minéraux associés Certains
minéraux fondent à des
températures plus élevées
que d’autres. Lors d’un
changement de température, ils peuvent se transformer progressivement
(suite continue des plagioclases), ou passer par des
formes chimiques différentes (suite discontinue
des ferro-magnésiens)
Composition
SiO2
(Mg, Fe)2SiO4
(Na, Ca)(Si,Al)4O8
NaAlSi3O8
CaAl2Si2O8
KAlSi3O8
K(Fe, Mg)3(AlSi3O10)(OH)2
KAl2(AlSi3O10)(OH)2
Mg(SiO3), CaMg(SiO3)2
(Mg, Fe)CaSi2O6
Les minéraux sur fond gris sont présents dans
la péridotite mantellique
(a)
(b)