Les ophiolites et la lithosphère océanique

Les ophiolites et la lithosphère océanique
1ère S – Terminale S
Place dans les programmes et dans la progression
Première S :
Divergence de phénomènes liés :
Formation et divergence des plaques lithosphériques au niveau des dorsales océaniques.
Nature et chimie de la lithosphère océanique : roches initiales, roches hydratées et/ou
déformées.
Terminale :
Dans les Alpes franco-italiennes affleurent des roches qui contiennent des témoins
minéralogiques des conditions de pression et température d’une subduction. Il s’agit
d’éléments d’une ancienne lithosphère océanique subduite et ramenée en surface (ophiolites).
Dans les Alpes franco-italiennes affleurent des témoins de marges passives : sédiments, blocs
basculés et de croûte océanique non subduite (ophiolites).
Sujet : Les ophiolites (TS) et la lithosphère océanique (1ère S) / La lithosphère océanique (1ère
S) et les ophiolites (TS).
Autres sujets voisins : Les ophiolites (Leçon – TP)
Une proposition de plan :
I / Structure et dynamique de la lithosphère océanique
1 / Les matériaux océaniques et leur organisation
--> poste 1
2 / La dynamique de la lithosphère océanique
--> poste 2
II / Les associations ophiolitiques et leur signification
1 / Le massif ophiolitique du Chenaillet
--> poste 3
2 / Localisation tectonique des massifs ophiolitiques
--> poste 4
III/ Mise en place des ophiolites
1 / Les marques d’une subduction
--> poste 5
2 / Les marques d’un retour en surface
--> poste 6
Poste 1
objectifs cognitifs :
- Nature des matériaux et structure de la lithosphère océanique.
objectifs méthodologiques :
- Identifier minéraux et roches
- Traduire des observations par un schéma.
supports didactiques :
- Échantillons et lames minces : basaltes (structure en pillows), gabbro, péridotites..
- Planche permettant l’identification des principaux minéraux (plagioclases,
pyroxènes, olivines).
- Données de forages et de coupes (fracture Vema).
activité et production de l'élève :
- Identification des roches : analyse des textures et des minéraux.
- Construction d’un log synthétique : structure de la lithosphère océanique.
notions construites :
Matériaux et organisation de la lithosphère océanique : les différents couches...
Hydratation...
Poste 2
objectifs cognitifs :
- Divergence de la lithosphère (refroidissement, hydratation, épaississement).
- Devenir de la lithosphère (subduction)
objectifs méthodologiques :
- Identifier mouvements et environnements géodynamiques.
supports didactiques :
- Carte de l’âge du fond des océans.
-
Poste 3
objectifs cognitifs :
- Nature des matériaux et structure du massif du Chenaillet.
objectifs méthodologiques :
- Identifier minéraux et roches
- Traduire des observations par un schéma.
- Éprouver une hypothèse.
supports didactiques :
- Échantillons et lames minces : basaltes (structure en pillows), gabbro, péridotites..
- Planche permettant l’identification des principaux minéraux (plagioclases,
pyroxènes, olivines).
- Coupe du Chenaillet .
activité et production de l'élève :
- Identification des roches : analyse des textures et des minéraux.
- Construction d’un log synthétique : structure du massif du Chenaillet.
- Comparaison avec le log construit – poste 1 / Interprétation / hypothèses explicatives
notions construites :
Signification des ophiolites : éléments d’une ancienne lithosphère océanique.
Dans le cas du Chenaillet, transformations océaniques.
Poste 4
objectifs cognitifs :
- Localisation des ophiolites.
- Situation tectonique des ophiolites.
- Ophiolites et transformations minérales
objectifs méthodologiques :
- Analyser une coupe géologique.
- Identifier des minéraux.
supports didactiques :
- Carte des Alpes : localisation des massifs ophiolitiques.
- Coupe du massif du Viso.
- Éclogite du Viso : échantillon et lame mince
- Planche permettant l’identification des principaux minéraux.
activité et production de l'élève :
- Analyse des documents : identification d’une mise en place tectonique
- Identification des roches : analyse des minéraux
- Identification de transformations minérales.
notions construites :
Signification des ophiolites : éléments d’une ancienne lithosphère océanique
mise en place par des phénomènes tectoniques.
Mise en place accompagnée de transformations minérales (métamorphisme).
Poste 5
objectifs cognitifs :
- Les transformations minéralogiques, indicatrices de la subduction.
objectifs méthodologiques :
- Utiliser le microscope polarisant (platine tournante et analyseur amovible).
- Représenter les observations par un dessin.
- Éprouver une hypothèse.
supports didactiques :
- Échantillons et lames minces : gabbro non métamorphisé dans la subduction (type
Chenaillet), gabbro métamorphisé dans le faciès schistes bleus (gabbros du Queyras), gabbro
métamorphisé dans le faciès éclogite (gabbros du Viso).
- Planche permettant l’identification des principaux minéraux.
- Grille pétrogénétique des minéraux de la séquence basique, permettant de retrouver
les conditions d’apparition des minéraux de cette séquence (exemple ci-dessous).
activité et production de l'élève :
- Réalisation d’un dessin d’observation mettant en évidence les relations entre les
différents minéraux du métagabbro.
-Localisation dans la grille pétrogénétique des zones P,T pouvant correspondre à
l’apparition des minéraux du gabbro à hornblende, du gabbro à glaucophane, des éclogites
- Indication sur la grille pétrogénétique des transformations subies par le gabbro.
- Discussion de l’hypothèse proposée sur le processus géodynamique susceptible
d’expliquer les évolutions observées.
notions construites :
Les transformations minéralogiques montrées par les roches témoignent d’un
enfouissement en profondeur selon un gradient HP-BT, qui argumente l’hypothèse d’une
subduction de la lithosphère océanique.
(gabbro de type Chenaillet : refroidissement subi par le gabbro lors de l’expansion
océanique (développement de hornblende autour des cristaux de pyroxènes)).
Poste 6
objectifs cognitifs :
- Chemin P,T, t : subduction puis exhumation.
objectifs méthodologiques :
- Réaliser des croquis.
- Extraire des informations
supports didactiques :
- Photos d’affleurements
- Grille pétrogénétique
activité et production de l'élève :
- Réalisation de croquis faisant apparaître la chronologie relative.
- Indication des faciès observés dans le graphique P, T
- Tracé d’un chemin P,T,t
notions construites :
Enfouissement puis exhumation.