Chapitre 9 : Convergence lithosphérique et formation des chaînes de montagnes

Les chaînes de montagnes correspondent à la suture entre deux anciens

continents, séparés par un océan. Elles présentent donc souvent les

traces d'un domaine océanique disparu, d'anciennes marges

continentales passives mais aussi des indices de la subduction

enregistrées par les roches.

Cette suture de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de deux

lithosphères continentales : on parle de collision.

I. Le moteur de la subduction

Evolution de la

lithosphère lors de son

éloignement de la

dorsale

En s'éloignant de la dorsale, la croûte océanique est d'épaisseur constante, en moyenne à 8 km. La lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. C'est à dire qu'au fur et à mesure de l'éloignement à la dorsale, le manteau lithosphérique devient de plus en plus épais aux dépens de l'asthénosphère. Lorsque la densité de la lithosphère océanique dépasse celle de l'asthénosphère, la lithosphère océanique n'est plus en équilibre isostatique. Elle exerce alors une traction qui joue un rôle moteur dans le plongement dans l'asthénosphère. La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique âgée est donc la principale cause de la subduction.

Métamorphisme du plancher océanique et moteur de la subduction

Lors de la subduction, les transformations minéralogiques (apparition glaucophane, puis grenat jadéite) dues au métamorphisme HP BT entraîne une augmentation de la densité des roches, phénomène entretenant la subduction.

II. Les témoins d’un ancien domaine océanique dans les chaînes de collision

1. Les traces d'un océan disparu

Des sédiments marins

Document 4 p 148 Radiolarites, roches avec radiolaires se déposant à 4000m de profondeur. Formation près des ophiolites (= plancher océanique). Elles sont la preuve d'un ancien océan.

De la lithosphère océanique fossile

Documents 1,2 et 3 p 148 Présence de péridotite, gabbros, basalte : série de roches magmatiques (appelée complexe ophiolitique) typique des zones d’accrétion (dorsale) du plancher océanique. Présence de serpentinites : péridotites métamorphisées par hydrothermalisme, phénomène ayant lieu lors de l’expansion océanique. Présence à 2650 m d’altitude par obduction, c'est-à-dire chevauchement d’une portion de croûte océanique sur une zone de

croûte continentale réalisé lors de la convergence des deux continents.

(illustration voir diaporama)

2. Traces d'anciennes marges continentales passives

Schéma des étapes d'ouverture d'un océan ou rifting (mise en place des marges passives)

Document 1 p 150-151 : Au niveau de Bourg d’Oisans (Alpes), on voit des sédiments du Jurassique reposés sur ceux du Trias. Le Trias repose sur le socle. Le bloc à gauche de la faille correspond à du socle donc il y a bien eu basculement du bloc de droite par rapport à la faille normale. Ces failles normales séparent des blocs basculés caractéristiques d’une marge passive bordant un océan. Ils sont donc la preuve qu’un ancien domaine océanique séparait l’Europe de la plaque adriatique (Italie).

III. Les témoins de la subduction anté-collision

1. Etude minéralogique des métagabbros alpins Dans le massif alpin, on retrouve à divers endroits des métagabbros, c'est à dire des gabbros ayant subi un métamorphisme.

Massif du Chenaillet : métagabbro à Chlorite Amphibole Feldspath : faciès schistes verts

Massif du Queyras :métagabbros à Glaucophane Pyroxène Feldspath : faciès schistes bleus

Mont Viso: Grenat Jadéite (pyroxène vert) Glaucophane : faciès éclogite Dora Maira (Italie): Coésite (Quartz d’ultra haute pression) et petit diamant

inclus dans grenat : faciès UHP

Sur les lames minces de métagabbro à glaucophane, les pyroxènes sont sertis de

glaucophane, le tout étant dans une matrice de chlorite et actinote. Une réaction chimique a eu lieu entre la matrice et le pyroxène. Le produit de cette réaction est la glaucophane qui forme une auréole réactionnelle autour du pyroxène relique.

Portion de la lame LM1 observée, sans l'analyseur, au microscope polarisant (X 20)

2. Interprétation de l'étude minéralogique des métagabbros alpins

Diagramme pression-température (Gabbro =Gabbro océanique initial)

Diagramme de stabilité des diverses formes de la silice