DS n°5_0910_adakites

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BCPST. 1- 851 et 852. Lundi 15/03/2010.
DEVOIR n° 5
GEOLOGIE.
Durée : 3 heures.
Le sujet comporte 12 pages et trois parties indépendantes et obligatoires.
Il est conseillé de prendre connaissance de la totalité du sujet avant de commencer.
Des exemplaires en couleurs de certains documents sont disponibles pour une consultation
dans la salle.

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PARTIE I – Durée conseillée 1 h 30
Source des documents :
JF MOYEN sur le site de l’ENS Lyon http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-adakites.xml
Les adakites sont des roches volcaniques particulières qui se forment en contexte de subduction, dans des secteurs
relativement localisés. Leur nom provient de l’île d’Adak, dans les Aléoutiennes, où elles ont été décrites initialement.
Elles se distinguent des B.A.D.R. (Basalte, Andésite, Dacite, Rhyolite) de la série calco-alcaline classiquement
rencontrées par l’absence de termes basiques (basaltiques).
A partir des informations issues de l’exploitation des documents fournis, on cherche à expliquer la présence
des adakites au niveau de certains sites des zones de subduction.
Cette problématique sera résolue en répondant aux questions suivantes :
1. Dégagez les caractéristiques chimiques des adakites (documents 1 à 3).
2. Dégagez le contexte géodynamique de formation des adakites (documents 4 à 6).
3. Recherchez le matériau source du magma à l’origine des adakites (documents 2 et 7).
4. Préciser les conditions de la fusion partielle du matériau source (documents 7 e t 8).
5. En bilan, proposez un schéma récapitulant les conditions et le contexte de formation des adakites.
Document 1. Diagrammes alcalins – silice et K – Na – Ca.
N.B. : les points noirs sont les adakites étudiées. Al = alcalin : Th = tholéiitique.

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Document 2. Diagrammes [(La)/(Yb)]
N
en fonction de Yb
N
et (Sr/Y) en fonction de Y.
Terres rares : La = lanthane (légère), Sr = strontium, Y = Yttrium, Yb = Ytterbium (lourde).
Remarque : le N de Yb
N
signale une teneur normalisée = rapport entre la teneur de l’élément dans la roche est la
teneur dans une roche de référence (météorite chondritique en général).
Document 3. Comparaison de la composition chimique des adakites
(moyenne de 81 analyses) et des dacites (moyenne de 80 analyses).
Remarque : une ppm correspond à un rapport de 10
-6
soit, par exemple, 1 mg par kg.

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Document 4. Localisation des adakites (triangles blancs) dans la zone Pacifique.
Les traits noirs épais représentent les axes des dorsales ou les zones d’extension des bassins d’arrière-arc.
Document 5. Les adakites de Patagonie.
N.B. :
A gauche, l’âge de la croûte est figuré : Tmy en millions d’années.
Au milieu, âge de la croûte entrant en subduction.
A droite : teneur en Yb des laves formées le long de la fosse (Ytterbium : élément trace, terre rare lourde). Les
cercles noirs correspondent aux adakites, les cercles blancs aux BADR.

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Document 6. Diagramme Yb
N
(ou Y/2,4) des laves en fonction de l’âge de la lithosphère
subductée à l’aplomb du volcan correspondant.
Document 7. Spectres de terres rares comparant les adakites (ronds noirs)
avec les liquides modélisés, formés dans différents cas :
- fusion d’une péridotite à grenat,
- fusion d’une amphibolite (basalte métamorphisé),
- fusion d’une amphibolite à grenat (basalte métamorphisé dans des conditions où le grenat peut apparaître).
Les surfaces grises donnent la composition des liquides formés en fonction du taux de fusion partielle F.