TP14 1- Justifiez

TP14
1- Justifiez l’intérêt de connaitre les conditions de formation des minéraux, roches ou structures tectoniques pour le géologue.
En connaissant les conditions de formation des différents minéraux, roches ou structures tectoniques par des modélisations ou
expérimentations en laboratoire, le géologue peut ensuite reconstituer l’histoire des roches qu’il trouve sur le terrain et retracer l’histoire
de la zone étudiée (histoire d’une chaine de montagnes par ex)
2- A partir des documents à disposition, des photos, des animations internet, des échantillons de quelques roches métamorphiques trouvées
en surface dans les massifs montagneux anciens et de leur lame mince, déterminez :
- dans quelles conditions tectoniques se forment les différentes déformations observées dans les zones montagneuses
(plis, failles, chevauchements, nappes de charriage).
Les plis, failles inverses, chevauchement et nappes de charriage sont des structures typiques ayant subi une compression. Elles se formant
en contexte convergent.
Les plis se forment en milieu ductile (pâte à modeler).
Les failles inverses se forment en milieu cassant (règle en plastique dur)
Chevauchement et nappes de charriage : convergent cassant avec déplacement de matière. Les nappes de charriage débutent toujours par
un chevauchement mais si le déplacement se fait sur une grande distance (plusieurs km), on parle de charriage.
+ : apparition, - : disparition
5
0
Profonde
ur (km)
+
Domaine
de fusion
partielle =)
anatexie
-
Fusio
n
parti
elle
2
5
Le tracé du gradient métamorphique consiste à "placer" (qualitativement) sur le diagramme PT
les 4 échantillons.
- L'échantillon 1 se place à plus hautes températures que la réaction qui fait apparaître la biotite,
mais à plus basses températures que la réaction faisant apparaître le grenat, puisque ce minéral
n'existe pas dans cette roche.
- L'échantillon 2 se place à plus hautes T que la réaction faisant apparaître le grenat. Pas de
staurotide et présence de disthène.
- L’échantillons 3 se situe dans le champ de stabilité de la staurotide et dans celui du disthène, ce
qui permet de donner une valeur minimale en pression.
- L'échantillon 4 (à Sill) est bien calé, puisque il se situe dans le domaine de la sillimanite, et au
delà de la courbe de fusion partielle; d'autre part, il ne contient plus de staurotide.
Il y a eu enfouissement de la roche sédimentaire initiale (pélite) ce qui a provoqué des transformations minéralogiques sous l’effet de
l’augmentation de P° et de T°. On trouve dans la succession des minéraux marqueurs de P° et T° croissantes : chlorite et séricite,
grenat et disthène ou des réarrangements des minéraux (foliation) (étape avant la fusion partielle).
L’étape ultime de la transformation est la fusion partielle de la roche ce qui forme les migmatites (pressions comprises entre 2 et 6 Kbars
(0,2 à 0,6 Gpa) et des températures supérieures à 650°C (Rolland, Corsini et Demoux, 2009)).
En bilan, montrez que le raccourcissement de la croute continentale dans un contexte convergent est à l’origine de son
épaississement et du métamorphisme donnant les roches observées.
Formation dans un contexte de compression dans le domaine ductile ou cassant.
Il résulte de la compression un empilement d’écailles tectoniques par charriage à l’origine de l’épaississement de la CC dans les chaines de
montagnes. Comme la LC est en équilibre sur l’asthénosphère, l’augmentation de l’épaisseur en surface est compensée par un enfoncement de
la racine crustale en profondeur. Il y a donc enfouissement des roches et la pression et la T° augmentent ce qui entraine leur
transformation à l’état solide = métamorphisme.
Empilement des nappes en surface = épaississement de la partie supérieur de la CC compensée par l’augmentation de la profondeur de la
racine crustale
Ainsi, le raccourcissement de la lithosphère continentale est compensé par son épaississement.