pps devenir de la croute océanique

LE TRAJET DES ROCHES DE
LA CROUTE OCEANIQUE
ROCHES PRODUITES DANS LES ZONES DE SUBDUCTION
TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LEUR
TRAJET DE LA DORSALE A LA ZONE DE SUBDUCTION
TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LA
SUBDUCTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE
Roches produites dans les
zones de subduction
• Andésite et Rhyolite possède une
texture caractérisée par la présence de
gros et de petits cristaux (microlites)
noyés dans un verre non cristallisé
(texture microlitique), cette texture
atteste l’origine volcanique des 2
roches;
• Ces 2 roches ont une composition
minéralogique différente:
• Feldspath plagioclase et pyroxène
pour l ‘Andésite,
• Feldspath plagioclase, quartz et
biotite pour la Rhyolite.
Roches produites dans les zones de subduction
• La granodiorite est une roche entièrement cristallisée (texture
grenue), ce qui confirme son origine plutonique (refroidissement
lent d’un magma ayant cristallisé en profondeur);
• En revanche sa composition minéralogique se rapproche de
celles de l’Andésite et de la Rhyolite, ce qui suggère que ces
roches se forment à partir d’un même type de magma.
Transformations des gabbros au cours de leur
trajet de la dorsale à la zone de subduction
• Le document 17 montre que,
lors de l’expansion, les roches
de la croûte océanique
(basalte et gabbros)
subissent un refroidissement
facilité par la circulation de
l’eau de mer dans les
fractures
(hydrothermalisme) dans des
conditions de pression faible,
la profondeur étant peu
importante.
Lame mince d’un gabbro (G1) prélevé au niveau
d’une dorsale (Pl: Plagioclase; Py: Pyroxène)
• Le gabbro au stade G1 correspond à une roche grenue venant de
cristalliser soumise à une pression faible (faible profondeur et
située dans un intervalle de température 600°C<T°C< 800°C
• Cette roche montre de gros cristaux de plagioclases
reconnaissables à leurs macles répétées ainsi que des cristaux de
pyroxènes de couleur jaune orangée
Lame mince d’un métagabbro (stade G2) d’une
lithosphère non subduite
• Au stade G2, le métagabbro situé dans un intervalle de température
400°C<T°C< 700°C présente une transformation minérale:
• Une auréole d’un nouveau minéral appelé amphibole (Hornblende
dans ce cas) apparaît autour des pyroxènes
• 1. Plagioclase; 2. Pyroxène (Augite); 3. Hornblende
Origine de l’auréole de métamorphisme liée à
l’hydratation du gabbro G2
•
•
•
•
Les minéraux du gabbro G1
stables au-dessus de 700°C
deviennent instables lorsque la
roche se refroidit et ceci en
présence d’eau.
A l’état solide, la roche se
transforme (se métamorphise),
ses minéraux déstabilisés libèrent
des éléments chimiques à partir
de leur périphérie.
Les éléments chimiques à
l’interface entre 2 minéraux
réagissent alors pour former un
nouveau minéral plus stable
dans les nouvelles conditions de P
et T.
On parle ici de métamorphisme
de Basse Pression et de Basse
Température:
•Plagioclase + pyroxène + eau  amphibole (hornblende)
Transformations des gabbros au cours de la
subduction de la lithosphère océanique
• Les plagioclases
incomplètement transformés
ainsi que la Hornblende
nouvellement formée du
métagabbro G2 peuvent à
leur tour être transformés
en nouveaux minéraux
hydratés, chlorite et
actinote en présence d’eau
et lors du refroidissement
aboutissant au métagabbro
du stade G3.
• La réaction est:
•Plagioclase + hornblende + eau  chlorite + actinote
Métagabbro G3 (faciès schistes verts)
• Le métagabbro est en boudin
dans un métabasalte. Les 2
roches sont équilibrées dans
les conditions du faciès
Schistes Verts, lorsque le
refroidissement de la Croûte
Océanique se poursuit (point 3
sur le trajet). La couleur verte
domine dans le métabasalte.
• Les pyroxènes magmatiques
bruns du métagabbro sont
remplacés par une amphibole
vert pâle (Actinote)
Métagabbro au stade G4 : début de la subduction
•
•
•
La présence de plagioclase
(1) et Pyroxène (Augite) (2)
indique qu’il s’agit bien d’un
ancien gabbro;
La présence d’Actinote (5)
indique que cet ancien gabbro
est passé dans la zone de
formation et de stabilité de ce
minéral (stade G3).
La présence d’une auréole de
glaucophane (4) entre le Pl et
le Py indique qu’une réaction
chimique s’est déroulée à
l’interface des 2 minéraux
devenus instables pour donner
un nouveau minéral stable
dans les nouvelles conditions
de P et T (Zone B)
 Le métagabbro au stade G4 a donc été soumis à des températures comprises
entre 200°C< T°C< 450°C et à des profondeurs oscillants entre 15 à 30 km;
A
B
C
D
Diagramme P-T
montrant les
domaines de
quelques
associations de
minéraux
caractéristiques
Métagabbro au stade G5 d’une lithosphère en
cours de subduction (Faciès schistes bleus)
•
La lame mince montre un
métagabbro au stade G5
présentant une nouvelle
association minérale qui
conserve du
Glaucophane (4) mais
qui présente de nouveaux
minéraux qui eux sont
anhydres, le Grenat (6)
et un nouveau pyroxène
(la jadéite, (7)) ainsi que
du Quartz (8).
 Cette nouvelle association minéralogique indique qu’un métagabbro est passé
du domaine B (G4) au domaine D en passant éventuellement par le domaine C.
le métagabbro au stade G5 a donc été soumis à des températures comprises
entre 250°<T°C<500°C, à des profondeurs > 35 km
Lors de la subduction, les minéraux hydratés des associations minérales
précédentes sont transformés en minéraux anhydre ce qui libère de l’eau. On
parle de métamorphisme BT/HP:
Plagioclase + chlorite  glaucophane + eau
•
CONCLUSION
•
•
•
Un gabbro cristallisant à la ride entre 2 et
6 km de profondeur, se refroidit
lentement en s'éloignant de celle-ci (G1).
La lithosphère océanique en extension
peut être localement déformée
ductilement (=qui se déforme sans
rupture) lorsqu'elle est encore très
chaude. D'autre part, les circulations de
vapeur d'eau sont abondantes, comme
en témoignent les fumeurs noirs. En
conséquence, toutes les conditions sont
remplies pour que ces roches
recristallisent et soient métamorphisées.
Au point 2, le métagabbro montre le
passage, au cours du refroidissement,
dans le faciès amphibolite, puis au point
3, dans le faciès Schistes Verts : la roche,
à l’intérieur de la plaque refroidie, est
équilibrée dans les conditions du
géotherme moyen.
Si, ultérieurement, le (méta)gabbro est
entraîné dans une zone de subduction , il
montrera une minéralogie typique du
faciès Schistes Bleus (G4), puis du faciès
Éclogite (G 5). Lorsque la lithosphère
océanique est subductée en totalité , la
croûte des marges continentales peut
entrer en collision. L’éclogite peut être
incorporée dans cette collision.
SYNTHESE
Métamorphisme par hydratation
Des roches de la croûte océanique
Refroidissement, épaississement
De la croûte lithosphère océanique
Métamorphisme des roches
De la croûte au cours de
La subduction
Fusion partielle de
La péridotite favorisée
Par la présence d’eau