Chapitre 9 : Convergence lithosphérique et formation des chaînes

Chapitre 9 : Convergence lithosphérique et formation
des chaînes de montagnes
Les chaînes de montagnes correspondent à la suture entre deux anciens
continents, séparés par un océan. Elles présentent donc souvent les
traces d'un domaine océanique disparu, d'anciennes marges
continentales passives mais aussi des indices de la subduction
enregistrées par les roches.
Cette suture de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de deux
lithosphères continentales : on parle de collision.
I. Le moteur de la subduction
 Evolution de la
lithosphère lors de son
éloignement de la
dorsale
En s'éloignant de la dorsale, la
croûte océanique est d'épaisseur
constante, en moyenne à 8 km. La
lithosphère océanique se refroidit
et s'épaissit. C'est à dire qu'au fur
et à mesure de l'éloignement à la
dorsale, le manteau lithosphérique
devient de plus en plus épais aux
dépens de l'asthénosphère.
Lorsque la densité de la lithosphère
océanique dépasse celle de
l'asthénosphère, la lithosphère océanique n'est plus en équilibre isostatique. Elle exerce alors une traction qui joue un rôle
moteur dans le plongement dans l'asthénosphère. La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique
âgée est donc la principale cause de la subduction.
 Métamorphisme du plancher océanique et moteur de la subduction
Lors de la subduction, les transformations minéralogiques (apparition glaucophane, puis grenat jadéite) dues au
métamorphisme HP BT entraîne une augmentation de la densité des roches, phénomène entretenant la subduction.
II. Les témoins d’un ancien domaine océanique dans les chaînes de collision
1. Les traces d'un océan disparu
 Des sédiments marins
Document 4 p 148
Radiolarites, roches avec radiolaires se déposant à 4000m de profondeur. Formation près des ophiolites (= plancher océanique).
Elles sont la preuve d'un ancien océan.
 De la lithosphère océanique fossile
Documents 1,2 et 3 p 148
Présence de péridotite, gabbros, basalte : série de roches magmatiques (appelée complexe ophiolitique) typique des zones
d’accrétion (dorsale) du plancher océanique.
Présence de serpentinites : péridotites métamorphisées par hydrothermalisme, phénomène ayant lieu lors de l’expansion
océanique.
Présence à 2650 m d’altitude par obduction, c'est-à-dire chevauchement d’une portion de croûte océanique sur une zone de
croûte continentale réalisé lors de la convergence des deux continents.
(illustration voir diaporama)

2. Traces d'anciennes marges continentales passives
Schéma des étapes d'ouverture d'un océan ou rifting (mise en place des marges passives)
Document 1 p 150-151 :
Au niveau de Bourg d’Oisans (Alpes), on voit des sédiments du Jurassique reposés sur ceux du Trias. Le Trias repose sur le socle.
Le bloc à gauche de la faille correspond à du socle donc il y a bien eu basculement du bloc de droite par rapport à la faille
normale.
Ces failles normales séparent des blocs basculés caractéristiques d’une marge passive bordant un océan. Ils sont donc la
preuve qu’un ancien domaine océanique séparait l’Europe de la plaque adriatique (Italie).
III. Les témoins de la subduction anté-collision
1. Etude minéralogique des métagabbros alpins
Dans le massif alpin, on retrouve à divers endroits des métagabbros, c'est à dire des
gabbros ayant subi un métamorphisme.
 Massif du Chenaillet : métagabbro à Chlorite Amphibole Feldspath : faciès
schistes verts
 Massif du Queyras :métagabbros à Glaucophane Pyroxène Feldspath : faciès
schistes bleus
 Mont Viso: Grenat Jadéite (pyroxène vert) Glaucophane : faciès éclogite
 Dora Maira (Italie): Coésite (Quartz d’ultra haute pression) et petit diamant
inclus dans grenat : faciès UHP
Sur les lames minces de métagabbro à
glaucophane, les pyroxènes sont sertis de
glaucophane, le tout étant dans une matrice de chlorite et actinote. Une réaction
chimique a eu lieu entre la matrice et le pyroxène. Le produit de cette réaction est la
glaucophane qui forme une auréole réactionnelle autour du pyroxène relique.
Portion de la lame LM1 observée, sans l'analyseur, au microscope polarisant (X
20)
2. Interprétation de l'étude minéralogique des métagabbros alpins
Diagramme pression-température (Gabbro =Gabbro océanique initial)
Diagramme de stabilité des diverses formes de la silice