Devenir de la croûte océanique hydratée au cours de la subduction
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Devenir de la croûte océanique hydratée au cours de la subduction. On a trouvé successivement les 3 gabbros présentés ci-dessous G0,G1,G’1: Après avoir rappelé les conditions de formation d’un gabbro en général , précisez dans quel ordre se sont formés les différents minéraux observés dans ces trois gabbros et replacez le trajet PTt suivi par ces gabbros en utilisant le diagramme PT où sont figurés les domaines de stabilité des minéraux. G0 puis G1 puis G’1. plagioclase + pyroxène + eau => amphibole (hornblende) plagioclase + hornblende + eau => amphibole (chlorite) + actinote. plagioclase + pyroxène + eau => amphibole (hornblende) plagioclase + hornblende + eau => amphibole (chlorite) + actinote. Plagioclase + chlorite => glaucophane + eau Plagioclase + glaucophane => grenat + jadéite + eau Observez les échantillons et lames minces de gabbro et métagabbro océaniques G1 et G2 et G3 et complétez le tableau ci-dessous. Justifiez l'affirmation suivante : "La croûte océanique après sa formation au niveau d'une zone d'accrétion s'hydrate au niveau des déformations résultant de l'expansion océanique, elle se refroidit." R : Le faciès amphibolite du métagabbro océanique est postérieur à la mise en place du gabbro initial il témoigne d'une hydratation facilitée probablement au niveau des zones déformées. Ce faciès signe une T ° de 650 °C donc un refroidissement de la croûte Dégagez les caractéristiques générales d'une roche métamorphique. R : Les roches métamorphiques ont en commun des déformations au niveau desquelles de nouveaux minéraux apparaissent. Aidez vous des données ci-dessous et de certaines réponses du tableau afin de justifier l'affirmation suivante : " une plaque océanique se déshydrate au cours de sa subduction". R : La croûte océanique avant subduction est sous le faciès "amphibolites" ou "schistes verts" à fort % en minéraux hydratés et super-hydratés. Au cours de la subduction le passage au faciès "Schistes bleus" puis "Eclogites" le % des minéraux hydratés diminue au profit de celui de minéraux non hydratés, ce qui implique un départ d'eau (donc une déshydratation) de la lithosphère subductante. Replacez le trajet PTt suivi par ces gabbros en utilisant le diagramme PT où sont figurés les domaines de stabilité des minéraux. Gabbro et Métagabbro d'une croûte océanique n'ayant pas subductée. Gabbro témoin (Chenaillet) G0 ECHANTILLONS 1) Déformations observables non (Foliation) LAMES MINCES, ECHANTILLONS 2) Minéraux observables soulignez les minéraux hydratés Felspath plagio. et non hydratés Clinopyroxène différents de ceux (CPX) du témoin. 3) Domaine de pression et température signés par les Zone d'accrétion associations 6 km minérales 0,2 Gpa 1000 °C FACIES métamorphiques* 4) Relations géométriques observables entre les minéraux 5) Datation relative Des minéraux Principe utilisé Métagabbros océaniques Métagabbro (Chenaillet) G1 Métagabbro (Queyras) G2 Métagabbro (Viso) G3 oui oui oui Felspath plagio. CPX Hornblende CPX Glaucophane Lawsonite Jadéite Glaucophane Jadéite Grenat Zone d'accrétion 6 km 0,2 GPa 650 °C 38 km 0,9 Gpa 350 °C 45 km 1,3 Gpa 450 °C AMPHIBOLITES SCHISTES A GLAUCOPHANE ECLOGITES Une auréole de Hornblende entoure le Une auréole de Le Glaucophane est CPX Glaucophane noyé, entouré par la entoure le CPX jadéite et le grenat. La Hornblende est post-CPX Le Glaucophane est Jadéite, grenat sont post-CPX post - Glaucophane (Pr. d'inclusion) (Pr. d'inclusion) (Pr. d'inclusion) METAGABBROS DE CROUTE METAGABBROS DE CROUTE OCEANIQUE AYANT OCEANIQUE TEMOIN PARTICIPE A UNE SUBDUCTION Faciès métamorphiques "Amphibolites" à "Schistes "Schistes Bleus" à "Eclogites" verts" Glaucophane" % des minéraux métamorphiques marqueurs des conditions pression et température avec formules chimiques Felsp. Plagioclase 50 % 10 % (Na, Ca) Si2 Al2 O8 CPX 5% Ca [Mg, Fe, Mn]3 (Al, Fe3+ , Cr]2 Si3 O12 Hornblende 5% 20 % Na Ca2 (Mg, Fe)3 Al 3 0% Si6 O22 (OH2) Chlorite 0% (Mg, Fe, Al)6 (Si, Al)4 O10 (OH8 ) 25 % Glaucophane Na2 (Mg, Fe)3 Al2 Si (OH2) 50 % 8 O22 Lawsonite 10 % 0% 0% 20 % Jadéite Na Al Si2 O6 Grenat 0% 15 % (Ca, Mg, Fe, Mn)3 (Al, Fe3+ , Cr)2 Si3 O12 0% Ca Al2 Si2 O7 (OH2) H2 O 90 % 0% Tableau de données relatives au % des minéraux observables et quantifiables des roches métamorphiques des zones de subduction anciennes et actuelles Faire une synthèse justifiée permettant de répondre au problème * Sous forme écrite Résumez et argumentez les principales transformations qui affectent la croûte océanique au cours de la subduction. R : Les associations minérales qui se succèdent permettent d'affirmer: Que la croûte océanique avant subduction sous le faciès "Schistes verts" ou "Amphibolites" est hydratée. Que le passage des faciès précédents au faciès "Schistes bleus" puis "Eclogites" signe un entraînement progressif de la lithosphère océanique dans un contexte de basse température au cours duquel elle se déshydrate. * Sous forme d'un schéma Situez par des couleurs la répartition des faciès métamorphiques de la croûte océanique en fonction de la profondeur d'une zone de subduction actuelle.(application du principe d'actualisme). Exercice intégré : On cherche à retracer une partie de l'histoire de cette lithosphère océanique grâce à l'étude minéralogique de ces roches métamorphiques. On observe 2 échantillons d’éclogite 1 et 2, l’éclogite 1 présente des minéraux caractéristiques de ce type de roche : le grenat et la jadéite. Localiser par un cercle, sur le diagramme pression - température, les conditions de formation des deux assemblages de minéraux constituant d'une part l'éclogite N°1 et d'autre part l'éclogite N°2 A l’aide de ce diagramme pression – température et de vos observations, formuler une hypothèse permettant d’expliquer la transformation minéralogique ayant abouti à l'éclogite n°2 Diagramme pression - température de stabilité des minéraux Eclogite n°2
