Les transformations structurales et minéralogiques liées à la

Les transformations structurales et minéralogiques liées à la compression dans les montagnes
Guide d’exploitation : productions élèves attendues p 130
1. L’étude de la superposition des couches observées dans le Massif des Bornes, Haute Savoie (rochers de
Leschaux) montre une anomalie stratigraphique puisqu’une strate plus âgée (crétacé inférieur) recouvre une
strate plus jeune (crétacé supérieur). L’observation du schéma d’interprétation indique que cette superposition
se fait par l’intermédiaire d’une faille inverse.
Cette structure complexe de ce massif, qui associe une faille inverse, un petit chevauchement s’est créé par le
déplacement le long de la faille des roches du crétacé inférieur entraînant la superposition des roches plus
jeunes. Pour que de tels mouvements soient induits, la région a dû être soumise à des mouvements de
convergence.
2. Dans les chaînes de collision, on peut observer des plis, des failles inverses, des chevauchements et des
charriages. Ces déformations permettent des superpositions des formations crustales qui produisent donc un
épaississement au moins en surface de la croûte. Cet épaississement et ces déformations sont à l’origine des
reliefs des chaînes de montagnes.
3. L’utilisation de modèles analogiques permet aux géologues de comparer la nature des déformations
observées sur le modèle et les déformations observées sur le terrain.
Dans ce modèle, les couches de sable colorées représentent les strates d’un massif géologique, elles reposent
sur un film plastique qui étant tiré déplace les couches de sable vers une butée. Dans un tel mouvement, le
modèle analogique montre que les couches se déforment en formant des plis, des failles inverses, déformations
comparables à celles que l’on observe sur le terrain dans les chaînes de montagnes.
Le schéma illustrant le lien entre convergence, raccourcissement et épaississement, se trouve à la p. 138 du
manuel de l’élève.
4. Les déformations observées dans ce modèle sont des plis, des failles inverses. Elles sont donc dues à un
mouvement de convergence des couches de sable vers la butée rigide.
Ce mouvement provoque un raccourcissement des couches de sable. Les déformations observées dans ce
modèle étant comparables à celles observées sur le terrain, elles permettent de confirmer que celles observées
sur le terrain témoignent aussi d’un mouvement de convergence (raccourcissement) à l’origine des chaînes de
montagnes.
Guide d’exploitation : productions élèves attendues p 132
1. Les roches métamorphiques présentent parfois, comme c’est le cas ici pour le gneiss, une orientation
(réorientation) des minéraux qui lui donne une nouvelle structure : la foliation.
De même dans cette roche il y a eu des transformations minéralogiques, (transformation du disthène en
sillimanite), transformation chimique incomplète (puisque l’on trouve les deux minéraux) mais transformation à
l’état solide. Une roche métamorphique est donc une roche transformée, à l’état solide (document 2), sans
modification de sa composition chimique globale sous l’effet de variations de température et de pression. Cette
transformation modifie la structure et la minéralogie de la roche.
2. et 3. L’évolution d’un minéral lors du métamorphisme se fait à partir de sa périphérie. La sillimanite s’est
donc formée après le disthène. Disthène et sillimanite sont deux minéraux partageant une même formule :
Al2SiO5. Chaque minéral étant caractéristique d’un domaine de pression et de température. Dans le cas de cette
roche contenant du disthène, ce minéral a évolué vers la sillimanite par augmentation de température.
4. Dans les chaînes de montagnes, on peut observer des affleurements de granites présentant des contacts diffus
avec les roches métamorphiques avoisinantes. S’il s’agit de granite, il s’agit de roches magmatiques donc de
roches issues d’un magma, il y a donc eu fusion des roches préexistantes. Sachant que le métamorphisme est un
domaine encadré par les très basses températures (domaine non réalisé dans la nature), le domaine de la
diagenèse (où les sédiments se transforment en roche, avec départ d'eau et le domaine de haute température qui
permet l'apparition d'un magma domaine dit d'anatexie. Pour obtenir ces granites, les conditions
thermodynamiques ont dépassé les limites du métamorphisme par une augmentation de température et ou de
pression afin d’atteindre les conditions nécessaires pour une fusion partielle des roches préexistantes.
5. Les conditions thermodynamiques qui ont permis la mise en place des granites d’anatexie s’expliquent par :
– une augmentation de pression due à l’enfouissement tectonique dans les chaînes de montagnes ;
– une augmentation de la température liée à l’enfouissement, en effet la température augmente avec la
profondeur.