BCPST-Véto 1 – Lundi 31 mars 2008

BCPST-Véto 1 – Lundi 31 mars 2008- Devoir n°7
Partie Géologie – Durée 2h00
Ce devoir porte sur un thème commun et comporte 3 parties qui doivent être traitées dans l'ordre proposé et suivie
chacune d'un court bilan sous la forme d'une phrase de conclusion.
Les adakites, des roches magmatiques particulières des zones de subduction
Les adakites sont des roches magmatiques volcaniques émises dans certains zones de subduction sur des secteurs
relativement localisés. Elles doivent leur nom à l'île d'Adak, dans les Aléoutiennes où elles ont été décrites
initialement.
Partie n°1 : Composition des adakites
On étudie la composition des adakites et des dacites. Les dacites sont des roches magmatiques volcaniques de la
série calco-alcaline caractéristique des zones de subduction.
A l'aide des documents 1 à 4 comparez les compositions des adakites et des dacites.
Partie 2 : Les particularités de la subduction au niveau des zones à adakites
La carte ci-contre montre la localisation des
principales adakites.
Les traits épais correspondent à des dorsales.
1°) Décrivez cette localisation.
On se propose de préciser leur localisation dans
la région sud du Chili.(Document 6)
2°) A partir du document 6, précisez les
particularités de la zone de formation des
adakites.
Document 5
Des études géochimiques ont permis de construire (pour l'ensemble des laves calco-alcalines « classiques »
connues, comme pour les adakites) un diagramme figurant en abscisse l'âge de la croûte rentrant en subduction à
l'aplomb du volcan étudié, et en ordonnée la teneur en élément trace Yb.
3°) Montrez que ce document conforte les hypothèses sur les conditions de formation des adakites suggérées par
l'étude de la carte précédente.
Partie 3 : Nature du matériel dont la fusion partielle donne les adakites
Afin de déterminer quelle source est à l'origine des adakites, on exploite les coefficients de partage pour effectuer
des modélisations.
Les coefficients de partage pour les éléments classiques dans les minéraux courants sont relativement bien
connus, malgré quelques incertitudes. On peut donc calculer assez précisément la composition théorique d'un
liquide formé à partir d'une source choisie, lors d'un épisode de fusion qui laisse un résidu qu'on fixe.
On veut tester la fusion partielle de deux sources possibles :

une péridotite à grenat, qui fond avec un résidu à olivine, pyroxènes et éventuellement grenat (dans des
proportions différentes de celles de la source) ;

un basalte, ou plus précisément une amphibolite, c'est à dire un basalte métamorphisé, dans des conditions
telles que le grenat est, ou n'est pas, présent dans le résidu.
1°) A partir de l'exploitation du document 8, indiquez quelle est la source probable des adakites et son taux de
fusion.
2°) Sur le diagramme Pression-température du document 9, grisez en justifiant votre réponse le domaine de
pression et de température dans lequel les adakites peuvent se former.
Document 9 : Diagramme P-T, figurant la réaction de fusion-déshydratation de l'amphibole dans un basalte
hydraté et le domaine de déshydratation des minéraux hydratés le composant (chlorite, actinote ...).
FDA : fusion-déshydratation de l'amphibole ; D : déshydratation des minéraux hydratés composant le basalte. La
courbe G correspond à la limite inférieure de stabilité du grenat, H correspond à la disparition de l'amphibole
(hornblende). Les traits épais représentent les gradients géothermiques dans une zone de subduction
3°) Précisez pourquoi ces conditions ne sont pas réunies dans une zone de subduction « classique ».
Sources :
http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-adakites.xml
Sujet du concours général de SVT 2008
Corrigé du DS n°7 -Partie géologie
1ère partie
Doc.1 : Les adakites sont légèrement moins acides (riches en silice), plus calciques, alumineuses et
magnésiennes que les dacites. La principale différence est leur faible teneur en potassium.
Les adakites sont donc assez peu différentes des dacites.
Doc.2 Le diagramme triangulaire K-Na-Ca met bien en évidence leur pauvreté en potassium et leur richesse
en calcium, comparé à la dacite.
Diagramme collé et annoté
Doc.3 Dans le diagramme alcalins-silice, on constate que les dacites se trouvent dans le champ calco-alcalin
caractéristique des zones de subduction alors que les adakites se trouvent dans ce même champ à la limite
du champ tholéiitique.
Schéma ou document collé avec les 2 roches situées.
Doc.4 Les adakites ont une teneur plus basse que les dacites pour les terres rares lourdes (ex. Yb)
et une teneur non régulièrement différente pour les terres rares légères (La).
Les adakites peuvent donc être décrites comme des laves différant des dacites par leur composition :
pauvreté en alcalins((K faible) et richesse en calcium, et teneur faible en terres rares lourdes
2ème partie
1°) Doc.5 Les adakites sont présentes sur la ceinture volcanique péri-Pacifique, au niveau de zones de
subduction.
L'observation plus précise de la carte de leur répartition montre qu'elles se localisent préférentiellement au
voisinage, ou à l'aplomb, de dorsales océaniques. (exception au nord du pacifique)
2°) Doc.6 En Patagonie, la plaque Nazca (au Nord), et la plaque Antarctique (au Sud), séparées par la
dorsale (active) du Chili, entrent en subduction sous la plaque sud-Américaine. (schéma conseillé)
Cette subduction est oblique, ce qui fait que l'âge de la croûte qui rentre en subduction (ou sa distance à la
dorsale) varie du Nord au Sud
Les adakites ne s'observent que dans la partie la plus méridionale de l'arc chilien (« Zone Volcanique
Australe »), c'est à dire là où la croûte océanique subductée est la plus jeune.
3°) Doc.7 Un tel diagramme met en évidence le fait que les laves adakitiques (pauvres en Yb, 1ppm d'après
doc1) n'existent que quand l'âge de la lithosphère océanique subductée est inférieur à 30 Ma.
Les adakites sont donc inféodées à la subduction d'une lithosphère océanique jeune.
3ème partie
1°) Doc.8 Seule l'amphibolite à grenat, donne un magma comprenant des proportions de terres rares
correspondant à celles des adakites.
Les valeurs mesurées permettent de placer le taux de fusion entre 20 et 40%.
2°)
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3°) Le plus souvent la lithosphère qui entre en subduction est âgée. Dans ce cas le gradient géothermique
est tel que la plaque plongeante croise les courbes de déshydratation avant de croiser la courbe de fusiondéshydratation. Il n'y a pas de passage dans le domaine de formation des adakites.
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Les adakites résultent de la fusion partielle de la croûte océanique lorsque celle-ci plonge alors qu'elle
est très jeune et encore chaude.
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Soin apporté à la présentation, rédaction, orthographe.
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