TP n°3 Les témoins d`un ancien domaine océanique

TS – Ch2- Convergence et collision
CSI
TP n°3 - Les témoins d’un ancien domaine océanique - CORRECTION
Le document de référence montre qu’un océan alpin séparant deux marges, l’une européenne, l’autre africaine,
s’est refermé suite à des mouvements de convergence.
La compression a pris en sandwich une portion d’un ancien océan alpin entre de la croûte continentale cassée,
fracturée et empilée.
Problématique (obligatoire ! ) : Quels indices retrouvés dans les Alpes ont permis de construire ce modèle de la
collision ?
Activité 1 : Repérer les témoins d’un ancien domaine océanique
1/ Quels sont les marqueurs d‘un ancien domaine océanique ?
La carte géologique de la France montre plusieurs ensembles emboités en arc de cercle (-> arc alpin) :
- un domaine continental européen caractérisé par des massifs granitiques et des formations sédimentaires
- une suture ophiolitique
- un domaine continental italien ( ou africain) également caractérisé par des massifs granitiques et des formations
sédimentaires
Le document 1 page 240 montre un ensemble de roches perchées à 2000 m d’altitude près de Briançon.
Au sommet du Chenaillet affleurent des basaltes (en forme de coussins = pillow lavas), en dessous des gabbros
et plus bas encore des péridotites.
De telles formations s’observent normalement au niveau du plancher océanique.
Celles-ci ayant environ 150 Ma et se retrouvant perchées, on peut dire qu’elles sont les vestiges d’un ancien
océan.
Le document 2 page 241 précise la composition minéralogique de chacune des roches.
Les gabbros (F.plagio+Pyroxène) sont transformés par hydrométamorphisme; tandis que les péridotites sont
serpentinisées. L’ensemble de ces 3 roches étant appelé « ophiolite » .
Dans les Alpes on retrouve d’importantes formations sédimentaires (Chaîne des Fiz – Doc pages 242 et 243mais aussi Chartreuse, Vercors, pouvant atteindre 800 m d’épaisseur.
Elles se sont mises en place entre 220 et 110 Ma d’abord sur un socle continental puis dans un véritable océan.
=> Marges continentales granitiques, plancher océanique et sédiments sont les témoins d’un ancien domaine
océanique présent en lieu et place des Alpes –> Document de référence
Activité 2 : Identifier les témoins d’une ancienne subduction
2/ Après avoir étudié les échantillons et les lames correspondantes dites quels sont les indices d’une subduction
ante-collision ?
Echantillons Lieu : Chenaillet
Queyras
Viso
recueillis
Nom de la roche
Serpentinite
Métagabbro
Eclogite
Aspect de la roche Roche vert sombre
Roche grenue avec des
Roche à petits cristaux
Aspect luisant
pyroxènes sombres, du
rouges et verts de grenat
Ecailles de serpent
feldspath blanc et des
et jadéite
Doc2p241 : Apparition de la
auréoles d’amphibole
serpentine, minéral hydraté
-> gabbro transformé
autour des pyroxènes et olivines
altérés
Observation en
/
Métagabbro à
Grenat rouge de forme
LPNA
glaucophane :
hexagonal et jadéite
Pyroxène sombre +
sombre à clivage à 90°
glaucophane bleu
Observation en
/
Le glaucophane apparaît
Grenat noir (il ne laisse
LPA
très coloré soit massif soit pas passer la lumière). La
en forme de goutelettes
jadéite ayant les
Schéma souhaité !
caractéristiques des
pyroxènes
Domaine de
Pression très faible
Glaucophane stable de
Le grenat apparaît à 50
stabilité des
(en surface)
0,5 à 1,5 Gpa soit de 20 à km de profondeur dans
minéraux
50 km de profondeur pour des conditions de
D’après le
un domaine de
température comprises
diagramme P/T
température compris entre entre 200°et 500°
page 223
200 et 400°
Conclusion
Pas de subduction
Les roches présentes
Les roches présentes
Plancher obduit
dans le Queyras ont au
dans le Viso ont au cours
cours de leur histoire
de leur histoire plongé à +
plongé à 30 km
50 km
TS – Ch2- Convergence et collision
Chenaillet
Queyras
Viso
CSI
Document :
subduction intra-océanique
et obduction
=> Les ophiolites non métamorphisées du Chenaillet (si ce n’est par hydrothermalisme), les ophiolites
métamorphisées dans le faciès Schistes Bleus(avec glaucophane) du Queyras et dans le faciès éclogitique
( avec grenat et jadéite) du Viso sont les témoins d’une subduction présente avant la collision et la remontée en
surface de toutes ces formations.
Cette subduction n’est pas représentée sur le document de référence
3/ On considère que la disparition de l’océan alpin s’est faite par plongement par subduction d’une plaque
européenne sous une plaque africaine (comprenant l’Italie), en quoi l’étude des ophiolites alpines confirme-t-elle
ce modèle ?
Le logiciel Alpes, la carte géologique de la France et le doc2 page247 montrent la disposition des massifs du
Chenaillet à l’Ouest, du Queyras plus à l’Est et du Viso encore plus à l’Est. Si l’on se réfère aux données
dégagées dans l’act2 (Pas de subduction pour les roches du Chenaillet, subduction à 30 km pour celles du
Queyras et à + 50 km pour celles du Viso) et au schéma de l’obduction , on peut dire que c’est bien la plaque
Européenne qui s’est enfoncée sous la plaque Africaine . Dans le cas inverse, les ophiolites non métamorphisées
se trouveraient à l’Est.
Activité 3 : Reconnaître les témoins d’une ancienne marge passive
4/ A l’aide d’une mise en relation de ces trois documents expliquez comment les structures actuelles révèlent une
des deux marges passives de l’ancien océan
Le profil sismique réalisé au large du golfe de Gascogne montre des blocs de + de 5km de largeur basculés le
long de failles normales (dites listriques) [ cf cours de 1S]
Des séries sédimentaires apparaissent pour les unes solidaires aux blocs basculés traduisant une mise en place
avant l’ouverture du rift [ sédiments ante-rifts] pour les autres en éventail comblant les creux [ sédiments syn-rifts]
ou recouvrant le tout [sédiments post-rift] Ce profil met en évidence la structure d’une marge passive actuelle !!
La carte géologique permet de repérer 3 blocs granitiques d’environ 10 km séparés par des failles normales. Des
formations du Trias sont intimement liées aux blocs tandis que des formations jurassiques comblent les creux.
Mise en relation : Cet ensemble présente la même structure que celle du Golfe de Gascogne. Il semble donc
correspondre à la marge passive européenne de l’ancien océan alpin.
Le bloc basculé du Rochail permet de dater le rifting. Les sédiments du trias parallèles au socle sont des
formations ante-rift tandis que celles du Jurassique ont comblé le creux dû au basculement, elles sont syn-rift.
Conclusion : Les blocs basculés présents près de Bourg d’Oisans correspondent à une marge passive et
témoignent d’une ouverture de l’océan alpin au cours du Jurassique.
=> Une portion de l’ancienne marge passive européenne se retrouve après la collision intacte à l’Ouest de la
suture ophiolitique – Document de référence
Conclusion générale = Synthèse des 3 activités et réponse à la problématique
Dans les Alpes, on retrouve :
- des blocs basculés (séparés par des failles normales) témoignant de la fracturation d’un domaine continental
européen au cours de l’ouverture de l’océan alpin au Juras.
- des formations ophiolitiques (Chenaillet/Queyras/Viso), vestiges de cet ancien océan alpin
- des ophiolites métamorphisées (Queyras/Viso) indiquant une subduction ante-collision avec un
métamorphisme dans le faciès Schistes bleus ou éclogitique.
- d’épaisses formations sédimentaires.
Les mouvements de convergence ont refermé l’océan, pris en sandwich une portion de la lithosphère
(obduction), et fait rejoué les blocs continentaux préalablement fracturés par la divergence. Voir TP4