CHAP III. Caractéristiques et origine du volcanisme et du magmatisme en zone de subduction

Nous savons que la subduction correspond à une frontière convergente de plaques(marge active) avec l’enfoncement d’une lithosphérique océanique dans l’asthénosphère.Conséquences possibles: disparition d’un océan puis collision

Les zones de subduction se caractérisent par une sismicité et un volcanisme importants et le magma produit participe à la construction de la croûtecontinentale… Quelles sont les caractéristiques de ce volcanisme ? Quel est l’origine du magmatisme ? Comment les produits du magmatisme participent-ils à l’élaboration de la croûte continentale ?

III.1 les caractéristiques du volcanisme et du magmatisme des zones de subduction

1) Caractéristiques et contexte géodynamique de 2 subductions

subductions caractéristiques Contexte géodynamqiue

Petites Antilles

Région S.Am des Cascades

Fosse océanique profonde : relief négatif qui marque la frontière des plaques.Arc volcanique : alignement de volcans parallèle à la fosse océanique.Chaine de montagnes : relief positifVolcanisme explosif : laves visqueuses riches en Silice. Emission de cendres et de gaz. Nuées ardentes destructrices.

Convergence de 2 plaques lithosphériques:

L.Océanique – L.Océanique

L.Océanique - L.Continentale

Titre: Caractéristiques et contexte géodynamique de 2 subductions

2) Les caractéristiques des roches volcaniques et magmatiques des zones de subduction

Eléments de correction

Vue générale

Andésite

Commentaires : on trouve des roches magmatiques différentes en zones de subduction. Elles présentent des points communs quant à leur minéralogie et leur chimie. La présence de minéraux hydroxylés (riche en eau : biotite, amphibole) laisse penser que ces roches peuvent venir d’un magma commun enrichi en eau. Andésite et Rhyolite ont une structure microlitique + pâte non cristallisée : refroidissement brutal (en surface) de type laveGranodiorite: structure grenue, refroidissement lent (en profondeur = dans pluton)Quelle est l’origine de ce magma en zone subduction?

RhyolitesAndésite

(roches volcaniques)

Granodiorite: roche magmatiqueplutonique

III.2 Origine des magmas des zones de subduction Les zones de subduction sont le siège d’une activité volcanique importante (roches volcaniques telles que Rhyolite et Andésite) et de la formation de roches magmatiques profondes (Granodiorites). Ces roches ont une originemagmatique commune, quelle est l’origine profonde de ces magmas ?

Les données sismiques permettent de visualiser le comportement de la plaque Plongeante (subduite), le plan dessiné par la répartition des séismes en profondeur:Plan de Benioff – Wadati TP: répartition profonde des séismes: plan Benioff avec Sismolog ou Tectoglob

Visualisation du Plan de Benioff pour différentes zones de subduction

Q1 p.176 et préciser à cette profondeurquelles sont les roches susceptiblesd’être à l’origine des magmas?

1) Quelque soit le type de subduction, l’activité volcanique se trouve systématiquement à la verticale du plan de Bénioff lorsque celui-ci est entre 80 et 150 km de profondeur( localisation de la naissance probable des magmas)A cette profondeur la plaque plongeante est encore rigide, les magmas doivent donc provenir de la plaque chevauchantele manteau lithosphérique riche en péridotites (doc 2 p.177)

Q2) Dire, avec le graphe ci-contre(doc 1b p.176) dans quelles conditions les péridotites du manteau peuvent-elles entrer en fusion pour donner un magma ?

2) Dans des conditions de péridotites sèches, le géotherme de zone de subduction reste dans le domaine solide : pas de fusion possible des péridotitesDans les conditions de péridotites hydratées, le domaine solide-liquide est déplacé. le géotherme entre dans le domaine solide-liquide entre 80 et 150 Km de profondeur : il peut y avoir fusion partielle des péridotites et donc naissanced’un magma

Q3) La fusion (partielle) des péridotites du manteau à l’origine du magma ne ne réalise que si les péridotites sont hydratées. Quelles est l’origine de cette eau? A partir des données du document ci-dessous, donner un explication quant à l’origine de cette eau, indispensable à cette fusion partielle des péridotites du manteau supérieur.

3) Au cours de l’expansionocéanique: la lithosphère océaniqueest en contact avec l’eau: les rochess’hydratent en se refroidissant à bassePression => Métagabbro schiste vert.Au cours de la subduction, les rochesse déshydratent à basse température et avec une augmentation de pression => Métagabbro schiste bleu puis éclogite.

C’est donc l’eau issue de cette déshydratation profonde de la lithosphèreocéanique en subduction qui vient hydrater les péridotites du manteaude la plaque chevauchante.

III.3 Le magmatisme du subduction « fabrique » de la croûte continentale (accrétion continentale)

Activité volcanique et plutonisme apportent des matériauxd’origine mantellique dans la croûte continentale et participent

donc à sa fabrication (accrétion continentale)

Le bilan en schéma à compléter

Un « bon » sujet de type 1