Chapitre 9 : LA PRODUCTON DE NOUVEAUX MATERIAUX CONTINENTAUX CC principalement constitué de GRANITOÏDES (granites étant grenue, est roche métamorphique/plutonique) on cherche donc volcanisme près C : 3 types volcanismes : dorsales (mer) , point chaud (îles), subduction Quels sont les caractéristiques du magmatisme des zones de subduction et comment les expliquer ? En quoi peut-on mettre en relation ce magmatisme avec la production de matériaux continentaux ? I- Le magmatisme des zones de subduction dans les zones de subduction les volcans émettent des laves souvent visqueuses associés à des gaz et leurs éruptions sont souvent explosives (1980 : nuée ardente Mt St Hellens dégâts importants) si une fraction de magma arrive en surface (volcanisme : roches de structure microlitiques), la plus grande partie cristallise en profondeur et donne des roches à structure grenue : des granitoïdes. Ainsi le magma des zones de subduction peut aboutir à la création de nouveaux matériaux continentaux. A la différence des magmas de dorsales, les R. magmatiques sont ici caractérisées par leur richesse en silice (Si), mais aussi par la présence de minéraux hydroxylés (OH) (ex : les amphiboles + biotites) II- Tp 16 : études des roches magmatiques des zones de subduction pour préciser en quoi elle pourrait être associée formation CC : utilisation : microscope polarisant obsv : minéralogie proche granite (caractéristique refroidissement lent car grenu) condition HP/BT et si roches formées à surface, seraient microlitiques L’origine du magmatisme des zones de subduction La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite (métamorphisme HP/BT de subduction) libère de l’eau qu’elle a emmagasinée au cours de son histoire (hydrothermalisme). Cette eau abaisse le point de fusion de la péridotite du manteau sus-jacent, entraînant ainsi sa fusion partielle. Un magma, d’origine mantellique, aboutit ainsi à la création de nouveau matériel continental : on parle d’accrétion continentale. A3 : exercice de type 2.2 Nous cherchons à expliquer l’origine du magmatisme dans les zones de subduction, en raisonnant à partir de nos connaissances et des documents présentés (docs 1 à 4). En cours, nous avons remarqué que les minéraux constituant les roches magmatiques des zones de subduction avaient une composition chimique particulière : ils contiennent le radical –OH c'est-à-dire qu’ils sont hydroxylés, contrairement à ce que l’on pourrait observer dans les roches magmatiques des dorsales. Les magmas à l’origine de ces roches sont donc hydratés, ce qui est tout à fait particulier et caractéristique des zones de subduction !! → Nous pouvons alors supposer que l’eau joue un rôle dans la formation du magma en question et que ce magma, n’ayant pas la même chimie que celui des dorsales, ne provient pas de la fusion partielle de la LO. Le document 1 qui localise le volcanisme par rapport au plan de Benioff dans différentes zones de subduction va nous permettre de déterminer la profondeur à laquelle se fait la fusion partielle et donc de connaître la/les roches susceptibles d’être à l’origine du magma. Quelle que soit la zone de subduction considérée, on constate que le volcanisme se situe à l’aplomb d’une lithosphère océanique enfouie à 100 km de profondeur. Une LO moins profonde ou une LO plus profonde semble donc ne pas permettre la fusion partielle. On peut voir dans le document 3 que la seule autre roche que la LO située à 100 km de profondeur est le manteau lithosphérique sus-jacent (celui de la lithosphère chevauchante). → Une LO située à 100 km de profondeur semble être à l’origine de la FP des péridotites du manteau sus-jacent… il nous faut comprendre pourquoi. Le document 3 nous montre justement les transformations subies par la LO plongeante au cours de son enfouissement en profondeur. On peut voir qu’à 100 km de profondeur justement a lieu une libération d’eau dans le manteau sus-jacent… → On peut supposer que c’est la déshydratation de la LO à 100 km de profondeur qui permet la FP de la péridotite sus-jacente. Le document 2 présentant les résultats d’une analyse de la FP de la péridotite en laboratoire va nous permettre de valider cette hypothèse. Sur le diagramme P/T correspondant, on voit que l’évolution moyenne de température dans le manteau (géotherme) ne recoupe pas le solidus du manteau sec mais celui du manteau hydraté. → Dans les conditions P-T sous (dans) la plaque chevauchante d’une zone de subduction, la péridotite ne fond partiellement que si elle est hydratée. En définitive, c’est donc bien la déshydratation de la LO à 100 km de profondeur qui permet la FP des péridotides du manteau sus-jacent et ainsi le magmatisme des zones de subduction. Il nous reste à comprendre d’où vient cette eau. Comment l’eau nécessaire à la fusion partielle de la P est–elle obtenue ? Nous savons que la LO subit des réactions métamorphiques lors de son enfouissement en zone de subduction. Le document 4 nous présente justement les réactions métamorphiques 3 et 4 en question : la LO constituée principalement de pyroxènes et de plagioclases (faciès shiste vert) va subir une recristallisation à l’état solide, à l’origine de la formation de glaucophane et d’une libération d’eau (faciès schiste bleu). En s’enfouissant encore plus, cette nouvelle association minéralogique va être à nouveau déstabilisée pour donner du grenat et de la jadéite ainsi qu’une nouvelle déshydratation. → C’est donc le métamorphisme HP/BT des zones de subduction qui, en libérant de l’eau, permet la FP des péridotites du manteau. Le document 3 nous précise que cette eau pénètre initialement dans la LO par hydrothermalisme, phénomène qui correspond aux réactions 1 et 2 du document 4 : les minéraux de la LO sont effectivement hydratés lors de son expansion sous les océans, se transforment ainsi en amphibole verte ou en chlorite/actinote, minéraux renfermant l’eau sous forme de radical –OH. → L’eau en question a donc été emmagasinée au cours de l’expansion océanique, plus précisément lors d’un premier type de métamorphisme appelé hydrothermalisme.