Chapitre 8

La convergence lithosphérique et

ses conséquences

Introduction :

- Rappels de 1ère S :

I- Convergence et zones de subduction

Les données de la géothermie permettent de formuler une hypothèse (doc. Couleur livre page 218)

Zones de collision

A- Mise en évidence indirecte d’ une plaque subduite

Zones de subduction

Observations :

Hypothèse :

Technique utilisée :

Les données de la seismologie confirment cette hypothèse

TP : utilisation du logiciel « sismolog »

Pacifique ouest : Tonga Kermadec Pacifique est : cordillère des Andes

Le moteur de la subduction

B- Localisation, caractères morphologiques et déformations associées aux zones de subduction

Observation d’une carte de la planète ( livre pages 230/231) : caractères morphologiques des zones de subduction

Chaînes de subduction

Ex : les Andes

Convergence entre une plaque océanique et une plaque continentale

Convergence entre deux plaques océaniques

Ex :Ceinture de feu du Pacifique

Arcs magmatiques volcaniques

Volcanisme

Relief + : chaîne de montagne

Relief - : fosse océanique Relief - : fosse océanique

Relief + : iles volcaniques

Relief - : bassin d’arrière arc

Volcans + séismes : zones de subduction = marges actives

Déformations associées aux zones de subduction.

Observation de paysages et de structures géologiques dans les Andes

-Plissements

-Failles inverses en général

-Déformations caractéristiques des zones en compression

Observation de la fosse de Nankaï ( marge japonaise)

C- Transformation des roches dans les zones de subduction

basaltes

gabbros

péridotites

?

Les principales roches observées dans les zones de subduction

Pour les documents couleur, voir livre pages 221,222 et 224

rhyolite

Roches magmatiques plutoniques : les granitoïdes (ex : diorite)

Roches magmatiques volcaniques

andésite

diorite

Mise en relation des compositions minéralogiques et chimiques

rhyoliteandésite

granitediorite

Pl

Px

Hb

GlPl

Px

Gl

GtJd

Méta-gabbro à hornblende

Méta-gabbro à glaucophane

Eclogite

Roches métamorphiques

Relations dynamiques entre ces roches

- Les transformations métamorphiques : utilisation du diagramme P/T de stabilité des minéraux

1) Pl + Px + H2O Pl + Hb + H2O

3) Gl + pl Gt + Jd + H2O

2) Pl +Hb + H2O Gl + H2O

gabbro Méta-gabbro à hornblende

Méta-gabbro à glaucophane

Méta-gabbro à hornblende

éclogiteMéta-gabbro à glaucophane

Ces réactions métamorphiques montrent qu’il y a donc

déshydratation de la lithosphère océanique au cours de la

subduction

Le couplage métamorphisme / magmatisme

Conséquence de la déshydratation de la lithosphère subduite : notion de liquidus et de solidus:

P

T1000 2000

Solidus hydraté

Solidus secliquidus

L’eau libérée par les réactions

métamorphiques va abaisser le point de

fusion des roches du manteau, les péridotites

vont donc entrer en fusion, formant du

magma qui va remonter vers la surface et être à l’origine des plutons et des volcans observés

dans les zones de subduction

Bilan des zones de subduction

II- Convergence et collision

Exemple étudié : les Alpes

A- Les marqueurs morphologiques d’une collision

-chaîne de montagnes allongée

-Localisation intracontinentale

-Zones sismiques

-Pas de phénomènes volcaniques

B- Les marqueurs structuraux d’une collision

-Problème : comment mettre en évidence l’existence passée d’une plaque océanique dans les zones de collision ?

1°)- Renseignements fournis par la vidéo « A la recherche de l’océan perdu »

-La présence de complexes ophiolitiques (voir documents)

-Les complexes ophiolitiques sont des écailles de croûte océanique

-Présence d’importantes failles inverses

- présence de nappes de charriage (énormes compartiments déplacés sur de longues distances le long des failles inverses

2°)- La présence de séries sédimentaires marines (voir fiche TD + photos livre p.243)

-160 MA : formation de

radiolarite

-190 MA : formation de

calcaire à ammonites

-220 MA : dépôt de

gypse

3°)- Les témoins géologiques d’une ouverture océanique (voir doc.)

4°)- Renseignements fournis par les profils sismiques (voir doc.)

Données sismiques d’un profil réalisé dans les Alpes suisses

Zones de collision = zones d’épaississement et de raccourcissement de la croûte continentale

5°)- Les témoins géologiques d’une ancienne subduction

Bilan général de la théorie de la tectonique des plaques : naissance, vie et mort d’un océan.

Voir exercice.