II) Convergence lithosphérique et subduction - E
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I) Les principes de datation relative • Principe de superposition : toute coulée volcanique ou couche sédimentaire est plus récente que celle qu'elle recouvre, elle est donc plus ancienne que celle qui l'a recouvre. Exemple : De la plus ancienne à la plus récente : 1 → 2 → 3 • Principe de continuité : Une couche limitée par le même mur et le même toit à le même âge sur toute son étendue Exemple : Toit Mur Ici les roches Vertes et bleu sont délimités par les mêmes murs et toits on peut donc dire qu 'elles ont le même âge. • Principe d'inclusion : Un fragment de roche ou un minéral est antérieur à la roche ou au minéral dans lequel il est inclus. Exemple : Les roches roses et jaunes sont plus anciennes que les roches beiges et bleues • Principe de recoupement : Un pli, une faille, un filon, une surface d'érosion, une intrusion sont postérieurs aux structures qu'ils affectent. Exemple : enfin une inclusion. II) Convergence lithosphérique et subduction Une subduction correspond à l'enfoncement d'une lithosphère océanique sous la lithosphère d'une autre plaque. Lorsqu'il s'agit de 2 lithosphères océanique on parle de subduction océan-océan, lorsqu'il s'agit d'une lithosphère océanique et d'une lithosphère continentale on parle de subduction océan-continent. A- Zones de subduction actuelles 1- Des marqueurs témoins • Topographiques : Des reliefs négatifs ( fosse profonde ) sont associés à des reliefs positifs tels que les arcs insulaires ou les cordillères. • Dynamiques : Au niveau d'une zone de subduction il existe des foyers sismiques dépassant les 100km de profondeur. En partant de la fosse ces foyers se répartissent suivant un plan incliné appelé le plan de Benioff, pouvant atteindre 700 kilomètres de profondeur. Ce plan montre l'enfoncement de la lithosphère rigide dans le manteau. • Thermiques : La mesure du flux de chaleur émit par la terre montre 2 anomalies, une anomalie négative mesurée au voisinage de la fosse et une anomalie positive mesurée au niveau des zones volcaniques. Ces anomalies traduisent le plongement de la lithosphère océanique froide dans un manteau plus chaud ( anomalies négatives, plus froid) ainsi que les remontées magmatiques ( anomalies positives, plus chaud). La répartition de ces isothermes est la traduction de cet enfoncement. 2- Des marqueurs conséquences • Marqueurs tectoniques : La plongée de la lithosphère océanique peu dense avec un pendage (inclinaison) faible conduit à la formation d'une chaine de montagne, par raccourcissement de la plaque chevauchante. Les structures observées ( failles inverses, plis) traduisent une tectonique de compression. Un prisme d'accrétion au niveau de la fosse montre aussi ce type de déformations. Au contraire dans une lithosphère très âgée, très dense, le pendage est très fort et on observe la formation d'un bassin océanique d'arrière arc. Cela montre une tectonique d'extension. • Roches caractéristiques : Roches volcaniques → andésites Structure microlithique (refroidissement rapide ) Roches plutoniques → granodiorites Structure grenue ( refroidissement lent ) Issues d'une ancienne croûte océanique → métagabbro à glaucophane → métabasaltes B- Origine du magmatisme • La plongée de la lithosphère océanique froide dans le manteau entraine vers 100-150 km de profondeur la fusion de la peridodite mantellique de la plaque chevauchante. •Les roches de la croûte océanique qui subducte ( métagabbro et métabasalte) contiennent des minéraux hydratés ( amphiboles, actinote, chlorite). Durant la subduction ces roches vont se déshydrater à cause de l'augmentation de pression et se transformer en métagabbros à glaucophane et éclogites. •L'eau libérée va hydrater les péridodites situées au dessus du plan de subduction et abaisser leur température de fusion. • Cela donne naissance à des magmas qui remontent et qui donnent les roches volcaniques et plutoniques. III) Convergence lithosphérique et collision A- Les étapes d'une collision 1) Ouverture d'un rift continental suite à l'extension d'un continent qui provoque un amincissement de la lithosphère et une fracture de la partie supérieure de la croûte continentale 2) Accrétion océanique qui correspond à la rupture de la croûte continentale en deux continents qui vont s'écarter à cause de l'expansion d'une lithosphère océanique au niveau d'une dorsale. 3) Arrêt de l'expansion de l'océan et subduction de la lithosphère océanique qui accompagne la fermeture de l'océan. 4) Les lithosphères continentales entrent en collision après la résorption de l'océan. Cet affrontement entraine des déformations des marges continentales conduisant à la formation d'une chaîne de montagne. B- Les marqueurs de la formation d'une chaîne de montagne • Les témoins d'un rift : les massifs présentent des affleurements fracturés par une série de failles normales. Ces failles délimitent des blocs basculés larges de plusieurs kilomètres. Ces structures similaires aux marges continentales passives actuelles, témoignent de l'étirement et de l'amincissement d'un continent ayant abouti à sa rupture et à l'ouverture d'un rift continental, puis d'un océan. • Témoins de l'océanisation et de la subduction : Les ophiolites sont constituées de roches caractéristiques d'une lithosphère océanique peu modifiée : des basaltes en coussins, des gabbros, des péridotites métamorphiques. Les ophiolites caractéristiques d'une croûte océanique ayant subi une subduction : des métagabbros à glaucophane, des éclogites à grenat et à jadéite. • Les marqueurs de la collision continentale: – Des plis et des failles inverses marquent le raccourcissement lié à la tectonique en compression. – De grands chevauchements (nappes de charriage) qui en se superposant sont à l'origine de l'épaississement de la croûte. – Des reliefs élevées et une racine crustale profonde traduisent l'épaississement de la croûte.
