Partie2:lescontinentsetleursdynamiques

CHAP 3:ZONEDESUBDUCTIONETPRODUCTIONDECROUTE

CONTINENTALE

Zonedesubductionetd’accrétion

Subduction Indonésie

Subduction Tonga-Kermadec

Dorsale EstPacifique

SubductionAndes

DorsaleAtlantique

Dorsale deCarlsberg

Afrique

Amériquedu sud

• Leszonesdesubductionsontdesfrontièresconvergentesoùlalithosphèreocéaniqueplongedansl’asthénosphère.

• Lasubductionpeutaboutiràladisparitiond’unocéanetàl’affrontementdedeuxlithosphèrescontinentales,cequientrainelaformationd’unechainedemontagne.

• Leszonesdesubductionsontcaractériséesparuneactivitémagmatiqueimportante.

ØQuellessontlescaractéristiquesduvolcanismedeszonesdesubduction ?

ØQuelleestl’originedumagmatismedeszonesdesubduction ?

Ø Commentexpliquerlaproductiondematériauxcontinentauxauniveaudeszonesdesubduction?

I- Levolcanismedeszonesdesubduction

• L’activitémagmatiquedeszonesdesubductions’exprimeensurfaceparunvolcanismeimportant.Cevolcanismediffèredeceluidesdorsalesocéaniquesetdespointschauds.

Quellessontlesparticularitésduvolcanismedeszonesdesubduction ?

1- Duvolcanismeexplosif(docp.190-191)

• Leszonesdesubduction=>denombreuxvolcansdisposéssurlesplaqueslithosphériqueschevauchantes,parallèlementauxfossesocéaniquesquilesbordent.

• Leséruptionsdetypeexplosives(paroppositionauxéruptionseffusivesdesvolcansdetypepointchaudetdesdorsales).

• Doc4p.191=>l’importanteviscositédeslavesliéeenparticulieràsaforteteneurensilice=>« bouchon»=>ERUPTIONEXPLAUSIVE

Doc2et3p190

- lalave,tropvisqueusepourpouvoirs’écoulerfacilement,serefroidit=>« bouchon »danslacheminéevolcanique.

- Lesgazprovenantdudégazagedumagmas’accumulentalorsdanslacheminéeet,lorsque lapressiondesgazdevienttropimportante,ellepulvérise lebouchon et,souvent, toutelapartiesommitaleduvolcanestdécapitée.

- Cettegigantesqueexplosiondonnenaissanceàunénormepanachevolcaniqueetàunenuéeardente,aérosolcomposédegaz,decendresetdeblocsdetoutestailles,portéàhautetempératureetdévalantlespentesàunegrandevitesse(200à600kmparheure).

2- Desrochescaractéristiques

• Leszonesdesubduction=>magmatismeintenseetdoncimportanteproductionderochesmagmatiques.

Ø Quellessontlescaractéristiquesdesrochesmagmatiquesdeszonesdesubduction ?

Docp.192Dansleszonesdesubduction,commelesAndes,ilestsouventpossibledeconstaterlaprésence:- d’andésites- degranodioritesCesrochespartagentdescompostionschimiquessimilairesdesortequ’ellespeuventêtreconsidéréescommelesproduitsdurefroidissementetdelacristallisationd’unmêmetypedemagma.

• Lesandésites(doc1p192):rochesmagmatiquesvolcaniquesàstructuremicrolithique =forméesdemicrolitesnoyésdansunverrenoncristallisé.Unetellestructurerévèleunrefroidissementrapidedumagmaensurfaceàlasuited’uneéruption.• Lesgranitoïdes (doc2p.193):Rochesmagmatiquesplutoniquesàstructuregrenue= entièrementcristalliséesetcomposéesdephénocristaux.Unetellestructurerévèleunrefroidissementlentenprofondeur,àl’intérieurd’unegrosse« bulle »quel’onappelleunpluton.

• D’unpointdevuechimique(doc3p.193),l’andésiteetlesgranodioritessontplusricheensiliciumqu’unbasalteetmontrentsurtoutlaprésenced’hydrogènequi,combinéàl’oxygène,rendcomptedelaprésencedeminérauxhydroxylées(micasetamphiboles).

=>Cettepropriétéestàmettreenparallèleaveclaprésenced’eaudanslesgazvolcaniquesémisetsuggèrelaprésenced’eaudanslesmagmasàl’originedeleurformation.

D’unpointdevuechimique(doc3p.193),l’andésiteetlesgranodioritessontplusricheensiliciumqu’unbasalteetmontrentsurtoutlaprésenced’hydrogènequi,combinéàl’oxygène,rendcomptedelaprésencedeminérauxhydroxylées(micasetamphiboles).=>Cettepropriétéestàmettreenparallèleaveclaprésenced’eaudanslesgazvolcaniquesémisetsuggèrelaprésenced’eaudanslesmagmasàl’originedeleurformation.

II- Subductionetformationdemagmamantellique• Laformationdumagmaauniveaudesdorsalesocéaniques

provientdelafusionpartielledespéridotitespardécompressiondumanteauàl’aplombdeladorsale.

Ø Commentexpliquerlaformationdumagmadansleszonesdesubduction ?

http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/plan.section.1.html

Aconsulter!

1- Conditionsdelafusionpartielledanslemanteaudeszonesdesubduction(doc1p.194)

Danstoutesleszonesdesubduction,lesvolcanssontexactementàl’aplombdelazoneoùlalithosphèresubduite s’enfonceentre80et140Kmdeprofondeur.

Lescourbesdecouleursreprésententlasubduction delalithosphère àunlieuxgéographique donné

Cegraphepermetdesereprésenterlestempératuresdelalithosphère continentaleteocéaniqueenfonctiondelaprofondeur.

Or,desexpériencesdefusionexpérimentaledespéridotitesindiquentqu’àcesprofondeurs,latempératureestinsuffisantepourfranchirlesolidussecdespéridotites.

S

Pression(GPa)

7,5

5

2,5

0

Profondeur(Km)

240

160

80

0T(°C)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

L

liquide

liquide

solide

+

solide

fusionexpérimentaledelapéridotitesèche

Géotherme dedorsale

Géotherme deplaineabyssale

Géotherme dezonedesubduction

Solidusdespéridotites

• Legéotherme,c’estàdirelacourbedetempératureenfonctiondelaprofondeur,d’unedorsale(rouge)traverselesolidussecdespéridotites=>lesperidotitesnonhydratéesentrentenfusionpartielle=>MAGMA

• Legéotherme d’unedelaplaineamyssale (bleu)netraversepaslesolidussecdespéridotites=>lespéridotitesnonhydratéesrestentsolides

• Idem,legéotherme deszonesdesubduction(vert)nepermetpasd'obtenirunepéridotitesècheenfusionpartielle.

SPression(GPa)

7,5

5

2,5

0

Profondeur(Km)

240

160

80

0T(°C)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

L

liquide

liquide

solide

+solide

Géothermedezonedesubduction

Géotherme dezonedesubduction

Solidusdespéridotiteshydratée

Enrevanche,sionobservelegrapheci-dessous,onconstatequelemêmegéotherme traverselazonedefusionpartiellesionestenprésencedepéridotitehydratéeEneffet,lesolidusdespéridotiteshydratéesn’estpaslemêmeilestabaisséentempératureentre80et160kmdeprofondeur.

fusionexpérimentaledelapéridotitehydratées

• Iln'yauravolcanismedesubductionquesietseulementsilapéridotitemantelliquesituéeaudessusdelaplaqueplongeanteesthydratée.

• Onpeutfacilementtirerdugraphequecemagmaseformeentre80et150kmdeprofondeur,c'estàdiredanslemanteausituéaudessusdelalithosphèresubduite.

Fusionpartielledelapéridotite

SIELLEESTHYDRATEE

• Seposealorsleproblèmedel'originedel'eauquihydratelapéridotite.

2- Originedel’eaunécessaireàlafusionpartielledoc2et3p195

• Lesrochesduplancherocéaniquess’engagentensubduction,cesontdesgabbros,composésdepyroxènesetdeplagioclases(onneparlerapasdesbasaltes).Ilssontrecouvertsdesédimentsocéaniques.

• Suiteàleuréloignementdeladorsale,cesgabbrossesonthydratés.• Aucoursdeleurenfouissement,leschangementsdeconditionsde

températureetpressionentrainentdesréactionschimiquesàl’étatsolideentrelesminérauxconstituantlesgabbros(métamorphisme) :

• entre30et50Kmdeprofondeurlesmétagabbrospassentdufacièsschistevertaufacièsschistebleu.Cetteréaction,conduisantàlaformationdeglaucophane,libèredel’eau.

• entre50et75Kmdeprofondeur,lepassagedufacièsschistebleuaufacièséclogitelibèreégalementdel’eau(lorsdelaformationdugrenatetdelajadéite).

• deplus,l’enfouissementdessédimentsocéaniqueslibèreluiaussidel’eau.

• Lespéridotitesdumanteaudelaplaquechevauchanteseretrouventalorshydratées,etentrainéesenprofondeur(jusqu’àenviron100km)souslaplaquechevauchant.Ellesfranchissentalorslesolidushydratéetentrentenfusionpartiellegénérantlemagmaandésitiqueàl’origineduvolcanismevisibleensurface