ContT421_MF2004_II-2_marqueurs de zone de subduction fossile

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contT421
Terminale
Scientifique
Enseignement
obligatoire
Sujet type II.2 : Les marqueurs d’une zone de subduction fossile
(île de Groix au Sud de Lorient)
Dans certaines zones du sud du Massif armoricain, on peut récolter une série de roches qui suggère que cette région fut, à un certain mo-
ment de son histoire, une zone de subduction.
En mettant en relation les documents proposés et en utilisant les connaissances, expliquer en quoi ces roches fournissent des arguments
en faveur de cette idée. Le document 3b sera complété afin de localiser les diverses roches récoltées.
Introduction
L’île de Groix (Sud de Lorient) appartient au Massif Armoricain qui, comme le Massif Central est une ancienne chaîne de
collision. Or, l’étude des Alpes montre que la phase de collision est précédée d’une subduction. Certains prélèvements de
roches le suggèrent. Il faut donc à partir des documents fournis étayer cette idée. Dans un premier temps nous étudierons
la dispositions spatiale des roches récoltées, puis en mettant en relation les contenus minéralogiques des lames minces de
ces roches avec le diagramme PT fourni, nous rechercherons les conditions de pression et de température qui ont permis la
formation de ces minéraux ; enfin, en nous basant sur le modèle fourni de la subduction (doc. 3b) , nous reporterons les
roches de l’île de Groix sur ce modèle afin de savoir si elles sont satisfont les conditions d’une subduction.
I. Disposition spatiale des roches récoltées dans l’île de Groix
[ Les schistes verts se trouvent sur une bande de direction NW-SE parallèle aux
schistes bleus et éclogites. Ces roches qui sont disjointes dans une zone de sub-
duction sont ici rassemblées mais le document nous indique que ce rapproche-
ment peut être dû à une tectonique postérieure. Les nombreuses failles observa-
bles sur le document ont pu jouer (?) un rôle dans ce rapprochement.
[ Nous retrouvons donc une disposition en ligne parallèle des roches comparable
à la disposition en lignes parallèles des témoins des zones de subduction (fosse,
séismes, volcanisme). Cela constitue notre premier argument en faveur d’une
subduction mais nous verrons surtout plus loin que cela oriente le plongement
de la plaque subduite.
II. Recherche des conditions P,T de formation des minéraux des
roches récoltées à Groix
[ Les schistes verts (doc. 2c) sont particulièrement riches en chlorites:
cela nous permet d’hachurer (hachures vertes) le domaine P,T
(document 3a) où ces roches ont pu se former . Cela correspond à des
températures (faibles) comprises entre 300°C et 400°C et des pres-
sions faibles (de 0,15 à 0,75 GPa).
[ Les schistes bleus (doc. 2a) contiennent de la glaucophane (les autres
minéraux n’étant pas à considérer) mais ne contiennent pas de jadéite
ou de grenat, présence qui aurait été signalée : cela nous permet d’ha-
churer (hachures bleues) le domaine P,T (document 3a) où ces roches
ont pu se former . Cela correspond à des températures (faibles) com-
prises entre 100°C et 400°C et des pressions un peu plus fortes (de 0,5
à 1 GPa).
[ Les éclogites (doc. 2b) contiennent de la jadéite et une variété de
grenat de haute pression : cela nous permet d’hachurer (hachures rou-
ges) le domaine P,T (document 3a) où ces roches ont pu se former .
Cela correspond à des températures (toujours faibles) comprises entre
200°C et 500°C mais à de fortes pressions (de 1 à 1,8 GPa).
Remarque : nous aurions pu également rechercher les profondeurs cor-
respondant aux pressions enregistrées.
III. Les roches de Groix satisfont-elles au modèle de subduction proposé ?
[ Il est maintenant possible de reporter les di-
verses roches récoltées sur le diagramme du
document 3b compte tenu des extrêmes de
température et de pression. (cf. ci-contre).
[ On constate que ces roches appartiennent à la
limite supérieure de la lithosphère en subduc-
tion donc appartiennent à l’ancienne croûte
océanique subduite et nous apportons ainsi la
preuve que cette région fut à un certain mo-
ment de son histoire une zone de subduction.
[ Par ailleurs nous avons vu que les roches sont
disposées selon des bandes d’orientation
NW-SE. Cela nous amène à penser que le plan de Bénioff était orienté dans une direction perpendiculaire à ces di-
rections et donc plongeant du SW vers le NE.
Conclusion La composition minéralogique des roches récoltées a donc permis d’identifier les conditions de pression et
de température qui ont existé au moment du métamorphisme de ces roches. En passant du SW au NE de l’île, la plaque
plongeante (= subduite) connaît des conditions de pressions de plus en plus intenses pour des températures faibles et glo-
balement constantes ; c’est cela qui signe le métamorphisme de subduction (entrée dans l’asthénosphère d’une plaque
océanique froide). Il reste à préciser par quels mécanismes, les schistes bleus, disjoints des éclogites lors de leur formation
se retrouvent actuellement associés ; les failles observables sur le doc.1 ont-elles pu jouer un rôle dans ce rapprochement ?
SVT
Schistes verts
Schistes bleus
Eclogites
N
S
E W
Eclogites
Schistes verts
Schistes
bleus
Eclogites
Schistes bleus Schistes
verts