La composition chimique globale est la même, la composition

Partie 2.2 :
Dans la région de l’Arize (Pyrénées) affleure un ensemble de roches métamorphiques dont l’étude a
montré qu’elles dérivent toutes de roches sédimentaires continentales préexistantes. On cherche à
montrer comment des données de terrain peuvent permettre de comprendre des événements
géologiques anciens.
Question :
En vous appuyant sur les documents proposés et vos connaissances montrez que les roches observées
dans le Massif de l’Arize sont les témoins d’un épaississement de la croûte continentale.
Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier documentaire.(Aucune étude exhaustive des documents n’est
attendue), elle sera accompagnée d’une mise en relation des documents et du schéma du doc2 où vous positionnerez
les roches AF
Document de référence : extrait de la carte géologique de Saint Girons simplifiée
Les échantillons recueillis sur le terrain ont permis de construire la carte géologique.
Metamorphisme

La composition chimique globale est la même, la composition minéralogique varie
Les migmatites sont des roches présentant un mélange de parties gneissiques et granitiques , montrant des traces
de fusion partielle
Document 1 : domaine de stabilité de différents minéraux (schéma à rendre avec la copie.
Les données obtenues en laboratoire ont permis de construire le diagramme ci-dessous.
A
Domaine de
métamorphisme dans
le massif de l’Arize
B
C
DE
F
ré
Remarque : Les transformations minérales étant très lentes, des minéraux formés dans un domaine de température
et pression donné peuvent être encore présents même si la roche n’est plus dans ce domaine (minéraux reliques).
Éléments scientifiques issus du document : (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec
le sujet…)Critères
Doc 1 :
- Roches A à F ont la même composition chimique  Transformation d'une même roche initiale.
(sédimentaire)
- Leur composition minéralogique différente 
Formation en conditions de pression et de température différentes = métamorphisme.
- Proposer et justifier un gradient de métamorphisme, par exemple :
Roche A, chlorite = à gauche de la courbe d’équilibre 1
Roche B, biotite = à droite de la courbe d’équilibre 1
Roche C, andalousite = au-dessus des courbes 2 et 2’
Roche D, sillimanite et des feldspaths potassiques = à droite de 2’ et 2’’ et à droite de 3
Roche E mêmes minéraux que D mais présente des traces de fusion (anatexie) = droite de solidus
Roche F est un granite d’anatexie
Éléments scientifiques issus des connaissances acquises :
Indices pétrographiques (métamorphisme, trace de fusion partielle  migmatite)
Métamorphisme <-> enfouissement progressif de roches superficielles (sédimentaires), lié à un
épaississement.
Fusion partielle et anatexie <-> conditions possibles si la croûte est suffisamment épaisse pour atteindre
les conditions P/T
Document 2 : coupe structurale simplifiée de la partie occidentale du département de l’Ariège
Éléments scientifiques issus du document : (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec
le sujet…)
- Plis, failles inverses, chevauchements
Éléments scientifiques issus des connaissances acquises
Indices tectoniques plis, failles inverses, chevauchements témoignent de forces de compression dans un
contexte de convergence  un raccourcissement et un épaississement de la croûte.
Document 3 : profondeur du Moho
Massif de l’Arize
Éléments scientifiques issus du document : (complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec
le sujet…)
La profondeur du Moho atteint 50 Km sous le massif de l’Arize = racine crustale
Éléments scientifiques issus des connaissances acquises
Indices sismologiques : le Moho marque la limite inférieure de la croûte. La croûte continentale a une
profondeur moyenne de 30 à 40 km et augmente sous les reliefs. Une racine crustale est mise en place.
épaississement.
Mise en relation :
Dans les Pyrénées et plus précisément au niveau du massif de l’Arize, on note plusieurs indices qui
témoignent de l’épaississement de la croûte continentale mise en évidence par une profondeur du Moho
supérieure à la moyenne sous les reliefs pyrénéens (doc3).
Cet épaississement est confirmé par des déformations observées (plis, failles inverses, chevauchements)
(doc2) mises en place dans un contexte de convergence et des forces compressives qui ont raccourci et
épaissi la croûte.
Les roches montrent l’exposition à des conditions de P et T correspondant à un enfouissement progressif
(métamorphisme) jusqu’à des profondeurs compatibles avec une fusion partielle qui ne peuvent être
réalisées que dans une croûte épaissie.(doc1)
Ces roches ont ensuite été mises à l’affleurement suite à une érosion, compensée par un réajustement
isostatique.