LA GEOLOGIE DE L`ÎLE DE GROIX (« L`île aux grenats »)
publicité
LA GEOLOGIE DE L’ÎLE DE GROIX (« L’île aux grenats ») (D’après Pour la Science N°305 Mars 2003) L’île de Groix se trouve sur la côte méridionale de la Bretagne. Sa géologie est originale, en particulier par l’absence de granite alors que celui-ci abonde sur le continent. 1- Un échantillonnage de roches sur les côtes de l’île montre des micaschistes (métapélites) à muscovite et souvent du grenat dans lesquels s’observent parfois des métabasaltes en forme de lentilles, ou disposées en couches, dont la couleur dominante est soit verte soit bleue ponctuée de grenats. Plus rarement se rencontrent des métaradiolarites. Des niveaux présentent en abondance du fer et surtout du manganèse. a) Donner les caractères d’une pélite, d’un basalte et d’une radiolarite puis classer sommairement ces roches. b) Schématiser, annoter et nommer la texture (structure minéralogique) d’un basalte. c) De cette diversité lithologique, dégager le contexte probable de la formation de ces roches avant métamorphisme. 2- Différentes paragenèses ont été identifiées dans les micaschistes et les métabasaltes. Quelques-unes des roches étudiées sont proposées à l’observation. Paragenèses des métabasaltes Paragenèses des métapélites N°1 Grenat Pyroxène N°1 Mica blanc Grenat Disthène N°2 Grenat Glaucophane Epidote, 2% d’eau N°2 Mica blanc Grenat Chloritoïde N°3 Actinote, Chlorite Epidote, Albite Forte hydratation N°3 Mica blanc Chlorite a) Etudier les roches proposées et les associer à une des paragenèses fournies. b) Ranger les différentes paragenèses en fonction des conditions de pression et de température puis donner les faciès métamorphiques correspondants. 3- Les grenats s’échantillonnent sans difficultés sur l’île de Groix. Ils sont le plus souvent partiellement chloritisés. a) Comment un minéral formé en profondeur, peut-il s’observer dans des conditions de surface ? Leur composition chimique étudiée grâce à une microsonde électronique montre un appauvrissement en manganèse du cœur vers la périphérie et un enrichissement en fer et magnésium. b) Comment expliquer une telle hétérogénéité chimique ? On calcule, d’après les propriétés thermodynamiques des minéraux, leurs conditions de cristallisation. On montre que la croissance des grenats de l’île a débuté à 0,8 Ga et 400°C et s’est achevée à 1,6 Ga et 500°C. c) Calculer le gradient thermique de la région, le comparer au gradient moyen terrestre et en déduire le contexte géodynamique de l’époque. d) Le comparer au contexte actuel des côtes bretonnes. 4- La datation très précise du métamorphisme correspondant aux paragenèses N°2 et N°3 a été réalisée. Les âges respectifs sont de 370 et de 345 Ma. En quoi ces deux datations précisent-elles l’histoire de la région ? Barème de correction a) pélite roche sédimentaire détritique à grains fins riches en minéraux argileux et quartz, pouvant présenter des lamines (stratifications fines) et un granoclassement en général. Basalte : roche magmatique volcanique sombre riche en feldspaths, pyroxène et éventuellement olivine souvent avec enclaves de roches d’origine plus profonde (péridotites) Radiolarite : roche sédimentaire siliceuse souvent rougeâtre (feIII) issue de tests de radiolaires dont la silice a été le plus souvent dissoute puis recristallisée lors de la diagenèse (peu de tests visibles donc) b) Texture microlit(h)ique : schéma avec phénocristaux, microlit(h)es, verre traduisant une cristallisation progressive des minéraux lors de la remontée du magma mais toujours rapide (refroidissement final en surface). c) ensemble de roches traduisant les processus volcaniques et sédimentaires ayant lieu dans un océan étroit (vu la richesse en sédiments détritiques), sous de basse latitude et en profondeur (présence de radiolaires), avec minéralisation hydrothermale associée au magmatisme. (certains auteurs proposent aussi un fragment de prisme d’accrétion incorporant fragments de croûte océanique et sédiments continentaux) 2a) Relation échantillons / paragenèses b)N° 3 BT MP faciès schistes verts, N°2 BT HP faciès schistes bleus, N°1 MT & HT HP faciès éclogite N.B. la déshydratation associée au processus métamorphique… 3a) Métastabilité des minéraux vu la lenteur des réactions du métamorphisme, l’absence de fluides nécessaires à certaines réactions, la décroissance de la température lors de la remontée qui ralentit encore la cinétique des réactions… début de métamorphisme rétrograde possible mais réaction incomplète d’où coronitisation fréquente… (ici chloritisation signalée cf. œil autour du grenat) b) La chimie d’un minéral peut varier avec les conditions de pression et de température d’où une évolution possible du cœur (première partie du minéral formée) vers la périphérie (dernière partie formée) si la cristallisation s’accompagne d’une évolution prograde ou rétrograde… c) Soit la relation profondeur pression est connue (108 Pa = 1Kbar correspondant à environ 4 km de profondeur). La formation des grenats se fait entre 30 et 60 km environ… avec une variation de 100 °C seulement. D’où un gradient de 3°C environ par kilomètre, soit 10 fois moins que le gradient moyen !!! D’où un contexte de BT HP caractéristique des zones de subduction. d) Contexte totalement différent puisqu’actuellement les côtes de Bretagne constituent la marge passive orientale de l’Océan Atlantique. 4) Le faciès schistes verts a succédé au faciès schistes bleus d’où atteint lors de la remontée des matériaux avec maintien d’une certaine température associée à une baisse de pression. (Donc subduction au dévonien supérieur et exhumation au carbonifère inférieur (orogenèse hercynienne)
