Métamorphisme et Magmatisme de Subduction - incertae

SVT
ActiT406_2009
Métamorphisme et Magmatisme de
Subduction : une Histoire d’Eau
Dossier III
Dossier IIIDossier III
Dossier III
Activité 2
Activité 2Activité 2
Activité 2
Problématique
Un certain nombre de marqueurs géographiques (fosses, montagnes...), géologiques (volcanisme andésitique de type explosif, séismes, prismes
d’accrétion) et géothermiques signent les zones de subduction. L’étude de ces zones montre que des roches particulières s’y forment (Ex : Andési-
te dans la cordillère des Andes). La question à aborder est alors :
Quels sont les mécanismes mis en jeu dans la formation des roches des zones de subduction, d’u-
ne part au niveau de la plaque subduite, et d’autre part au niveau de la plaque chevauchante ?
Supports
1 : Echantillons et lames minces correspondantes des roches produites au niveau des dorsales : péridotites, gabbros et basaltes.
2 : Echantillons et lames minces correspondantes des roches associées au vieillissement de la lithosphère océanique lors de son hydratation :
« schistes verts » et serpentinite.
3 : Echantillons et lames minces correspondantes des roches associées à la subduction : « schistes bleus » et éclogites.
4 : Echantillons et lames minces correspondantes des roches associées à la lithosphère chevauchante : diorites et andésites (et trachytes)
5 : Planches de reconnaissance des minéraux observés au microscope polarisant (LPNA et LPA) et mode d’emploi du microscope polarisant
6 : Document fourni : compositions minéralogiques des principales roches de la lithosphère océanique
7 : Document fourni : diagramme P/T du compartiment subduit
8 : Document fourni : diagramme P/T du compartiment chevauchant
9 : Document fourni : quelques réactions du métamorphisme de subduction se produisant entre les divers domaines 1 à 5
10 : Document fourni : abondance de la silice dans quelques roches
11 : Document fourni : schéma générale de la subduction localisant quelques roches
Objectifs
☯ Saisir des informations (observations microscopiques, diagrammes et formules chimiques)
☯ Utiliser des techniques d’observation (microscope polarisant)
☯ Mettre en relation des informations
☯ Comprendre le rôle des facteurs physico-chimiques (P,T et eau) dans la genèse de nouvelles roches
Production attendue Conseils de réalisation
☯ un texte de moins d’une page accompagné
d’un schéma fonctionnel commenté présenté
sur une double feuille en format paysage pour
répondre à la problématique
==> supports n°1 à n°11.
Remarque : le schéma fonctionnel commenté
peut être réalisé en classe à l’aide des traite-
ments de texte « OPEN OFFICE » ou
« WORD ».
reconnaître les principaux minéraux des
roches présentées, prendre en compte leur
formule chimique (présence ou absence du
radical OH) et les placer dans un diagramme
P,T.
mettre en relation d’une part, les domaines
du diagramme P,T avec les équations des
transformation des roches des lithosphères
vieillissante et subductées et d’autre part, les
solidus anhydres ou hydratés avec le géotherme
d’une lithosphère continentales.
.
Critères de réussite
les principaux minéraux des roches de la
lithosphère subduite sont identifiés à l’œil nu et
au microscope polarisant (en LPNA et LPA*)
le schéma positionne les principales roches
de la lithosphère océanique vieillissante, de la
lithosphère subduite et de la lithosphère
chevauchante, précise les minéraux
caractéristiques et les caractéristiques hydriques
(roches hydratées ou anhydres) de ces roches et
indique à l’aide de flèches les mouvements de
l’eau (cf. titre de l’activité).
le texte fournit les preuves d’une hydrata-
tion de la plaque lithosphérique vieillissante et
d’une déshydratation de la lithosphère subduite,
précise les conditions physico-chimiques su-
bies par les roches au cours de la plongée de la
plaque subduite et explique pourquoi un mag-
ma basaltique se forme dans le manteau de la
lithosphère chevauchante et pourquoi il devient
andésitique.
* LPNA : Lumière Polarisée Non Analysée / LPA :
Lumière Polarisée Analysée
Terminale
Scientifique
Enseignement
obligatoire
En ligne : ENT Gay-Lussac => http://entgaylussac.ac-limoges.fr ou site SVT => http://www.incertae-sedis.fr/gl

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Dossier III
Dossier IIIDossier III
Dossier III
Activité 2
Activité 2Activité 2
Activité 2
Supports
6 : compositions minéralogiques des principales roches de la lithosphère océanique
Terminale
Scientifique
Enseignement
obligatoire
Minéraux et composition chimique Gabbro et basalte Péridotite Schistes « verts » Serpentinite Schistes « bleus » Éclogites
Olivine (Si O
4
Fe,Mg) + ++ 0 0 0 0
Plagioclase (Si
3
Al
2
O
8
Na, Cl) +++ 0 ++ 0 ++ rare
Pyroxène (augite) ((Si,Al) 0
3
) (Ca, Fe,Mg,AL) +++ ++ + 0 + rare
Épidote (Si
3
O
9
OH) Ca
2
Al
2
(Al, Fe) 0 0 ++ 0 0 0
Chlorite (Si
3
Al O
10
Mg
3
(OH)
4
) 0 0 ++ 0 0 0
Serpentine (Mg
6
[Si
4
O
10
(OH)
2
] (OH)
6
) 0 0 0 ++++ 0 0
Amphibole (glaucophane) (Si
8
O
22
(OH)
2
Na,Mg,AL ) 0 0 0 0 ++++ rare
Pyroxène vert (Jadéite) (Si
2
O
6
Na AL (Ca, Fe, Mg) 0 0 0 0 rare +++
Amphibole brune (Si
7
Al O
22
Ca
2
(Mg, Fe) Al (OH)
2
) rare 0 + 0 0
Grenat (Si
3
Al
2
O
12
(Fe,Mg,Ca) 0 0 0 0 0 +++
7 : diagramme P/T du compartiment subduit 8 : diagramme P/T du compartiment chevauchant
9 : quelques réactions du métamorphisme de subduction se produisant
entre les divers domaines 1 à 5
1 => 2 : Plagioclase + Pyroxène + eau -------> Amphibole brune de type Hornblende
2 => 3 : Plagioclase + Hornblende + eau ----> Chlorite + Actinote (Amphibole verte)
3 => 4 : Plagioclase + Chlorite + Actinote --> Amphibole bleue (Glaucophane) + eau
4 => 5 : Plagioclase ---------------------------> Pyroxène vert (Jadéite) + Quartz
4 => 5 : Plagioclase + Glaucophane ----------> Grenat + Pyroxène vert (Jadéite) + eau
10 : abondance de la silice dans quelques
roches
Basalte : 45 % de silice
Andésite : 55 % de silice
Granite : 75 % de silice
11 : schéma générale de la subduction localisant quelques roches
Péridotites
Basalte
Gabbro
Métagabbros du faciès des
« schistes verts »
Serpentinites
Éclogites
Métagabbros du
faciès des « schistes
bleus »
Andésites
Diorites
Granites
En ligne : ENT Gay-Lussac => http://entgaylussac.ac-limoges.fr ou site SVT => http://www.incertae-sedis.fr/gl