Le magmatisme au niveau des zones de subduction : production de
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1-B-3 LE MAGMATISME DES ZONES DE SUBDUCTION Notions Le magmatisme au niveau des zones de subduction : production de nouveaux matériaux continentaux Alors que la croûte océanique est produite au niveau des dorsales, les matériaux de la croûte continentale sont essentiellement produits au niveau des zones de subduction. C’est le magmatisme des zones de subduction qui produit de nouveaux matériaux continentaux. 1. Le volcanisme explosif des zones de subduction. Les zones de subduction se caractérisent par activité volcanique intense. Les éruptions, fréquemment explosives, produisent des laves visqueuses et riches en gaz. Une zone de subduction se caractérise par l’alignement de nombreux volcans, disposés sur la plaque lithosphérique chevauchante, parallèlement à la fosse océanique. La viscosité élevée des laves produites et la richesse en gaz expliquent le caractère explosif des éruptions. La viscosité élevée de la lave s’oppose au dégazage progressif du magma au cours de sa remontée si bien que, parvenus en surface, les gaz piégés dans la lave sont libérés brutalement, à l’origine de l’explosion volcanique. La viscosité élevée des magmas des zones de subduction s’explique par un enrichissement en silice de ces magmas. 2. La genèse des magmas au niveau des zones de subduction. A l’aplomb de la zone volcanique, vers 100 à 150 Km de profondeur, la fusion partielle des péridotites mantelliques est rendue possible par un apport d’eau permettant l’abaissement du point de fusion de ces roches. Cette fusion partielle donne naissance aux magmas qui migrent vers la surface. Les magmas produits au niveau des zones de subduction ont une origine mantellique. Ils proviennent de la fusion partielle de la péridotite mantellique de la plaque chevauchante, à l’aplomb de la zone volcanique, à une profondeur de 100-150 Km Des expériences de fusion réalisées en laboratoire montrent que la péridotite, placée dans les conditions de température et de pression qui règnent à une telle profondeur, ne peut fondre partiellement que si elle est hydratée. En effet, l’hydratation de la péridotite mantellique abaisse sa température de fusion. L’eau nécessaire à la fusion partielle de la péridotite provient de la déshydratation de la lithosphère océanique qui s’enfonce Activités, supports par subduction - - - Avant d’entrer en subduction, la lithosphère océanique est hydratée par métamorphisme hydrothermal. Ce dernier fait apparaître des minéraux hydroxylés (exemple : chlorite). Basates et gabbros sont ainsi transformés en métabasaltes et métagabbros du domaine des schistes verts. Lors de la subduction, un métamorphisme de haute pression et basse température transforme les schistes verts en schistes bleus (nouveaux minéraux : glaucophane) puis en éclogites (nouveaux minéraux : grenat, jadéite). Ces transformations s’accompagnent d’une déshydratation progressive des roches car les nouveaux minéraux qui se forment sont peu ou pas hydroxylés. Ainsi, l’eau quitte la lithosphère plongeante et hydrate la péridotite de la plaque chevauchante, lui permettant de fondre ainsi partiellement. Au niveau des zones de subduction, le taux de fusion partielle de la péridotite est faible (<10%) et les magmas produits sont enrichis en silice par rapport à la source solide. 3. La production de nouveaux matériaux continentaux. La fraction des magmas qui arrive en surface donne par refroidissement des roches volcaniques (andésites par exemple). Cependant, la plus grande partie des magmas cristallise en profondeur et produit des roches plutoniques de composition voisine des granites (granitoïdes). Ainsi, le magmatisme des zones de subduction est à l’origine de la création d’une quantité considérable de croûte continentale (accrétion continentale) Les magmas produits au niveau des zones de subduction migrent vers la surface car leur température est plus élevée que celle des matériaux encaissants Lorsqu’un magma atteint la surface et se refroidit brutalement, il produit des roches volcaniques présentant une structure microlithique (cristaux microscopiques en aiguilles noyés dans un verre non cristallisé). Exemple : l’andésite. Lorsqu’un magma se refroidit lentement en profondeur sans atteindre la surface, il cristallise en donnant des roches plutoniques à structure grenue (cristaux visibles à l’œil nu, jointifs et généralement non orientés). Exemples : Diorite, granitoïdes Les roches magmatiques produites, qu’elles soient volcaniques ou plutoniques, ont des compositions chimiques voisines, ce qui souligne leur origine commune. La présence de minéraux hydroxylés s’explique par la richesse en eau des magmas dont elles sont issues. Le magmatisme des zones de subduction produit majoritairement des roches plutoniques de composition voisine des granites. Ce phénomène qualifié d’accrétion continentale produit une quantité considérable de nouveaux matériaux continentaux.
