La convergence et la subduction des plaques lithosphériques

Résumé du document

Cours (Terminale S) sur la convergence et la subduction des plaques lithosphériques.

Extraits

[...] Il s'agit de roche de structure grenue. Le magma cristallise lentement en profondeur dans des chambres magmatiques et donne naissance à des plutons. Les plutons sont très nombreux au niveau des zones de subduction entre une lithosphère océanique et une lithosphère continentale comme pour la marge active du Pérou. Les plutons participent à la formation de la croûte continentale. Il s'agit de structures profondes que des phénomènes complexes (érosion et autres) peuvent rendre accessibles Quelle est l'origine du magma des zones de subduction ? [...]

[...] Ils ne sont plus stables, et en présence d'eau, se transforment à l'état solide et donnent naissance à des roches métamorphiques ou Métagabbros. Ces transformations s'opèrent lentement pendant que la croûte océanique vieillit décroît) et s'éloignent de l'axe de la dorsale. Ainsi les pyroxènes et plagioclases peuvent réagir entre eux et avec l'eau pour donner un nouveau minéral hydraté l'amphibole suivant la réaction : Gabbro G1 Métagabbro G2 à Hornblende Pyroxène + plagioclase + H20 ( Amphibole (Hornblende) hydratée A plus basse température lorsque la croûte océanique est plus veille, il se forme des minéraux plus hydratés encore comme l'actinote (amphibole verte) et la chlorite. [...]

[...] Au niveau d'une zone de subduction existe donc un couplage important entre métamorphisme et magmatisme. Remarque : La compréhension des modalités de la subduction et des phénomènes métamorphiques associés repose sur l'observation, l'analyse des Métagabbros et éclogites. Ces roches naissent lors d'une subduction. Il doit donc exister un mécanisme (plus rapide) qui permet de remonter ces roches à la surface. (Voir chap.3) Densités ( = 2,9 ; ( = 3,3 ; 3,25 Dorsale Pl. Abyssale Eloignement / Dorsale (Vieillissement refroidissement de la lithosphère océanique) Epaisseur lithosphère 10 km 80 km Croûte océanique Manteau lithosphérique Manteau asthénosphérique Lithosphère océanique Isotherme 1300°C En s'éloignant de la dorsale océanique, la lithosphère se refroidit, l'isotherme 1300°C s'abaisse. [...]

[...] Ceci retarde la subduction de plusieurs millions d'années. L'age de la lithosphère océanique en surface n'excède cependant jamais 180Ma. Remarque : Si le manteau lithosphérique représente 100% de la lithosphère (sans la densité serait de 3.3 au maximum suffisante pour amorcer la subduction. Comment expliquer des lithosphères subduites où la densité est de ? Au cours de l'enfoncement dans le manteau, les roches de la croûte océanique (basalte et gabbro 2.9 ) se transforment en éclogites (roches métamorphiques) de densité > Cette particularité augmente la densité moyenne de la lithosphère. [...]

[...] On observe d'abord la transformation des minéraux hydratés (schistes verts) en amphibole bleue le glaucophane (schistes bleus) (vers 10 à 30 Km) suivant la réaction : Métagabbro (schistes verts) G3 Métagabbro G4 (schistes bleus) Pyroxène + plagioclase + actinote ( Glaucophane + H20 (Minéral anhydre) Puis la transformation du Métagabbro des schistes bleus en éclogite (vers 30 à 40Km) suivant la réaction : Métagabbro (schistes bleus) G4 Eclogite G5 Glaucophane ( Grenat + jadéite (pyroxène) + H20 (Minéraux anhydres) L'apparition des minéraux comme le glaucophane, grenat et jadéite (éclogite) correspond à des conditions de HP/BT. Ces conditions sont réalisées au niveau de la subduction d'une lithosphère océanique froide en profondeur (HP). Ces roches métamorphiques Métagabbros à glaucophane et éclogites sont donc bien des marqueurs d'une subduction. Bilan : La subduction de la croûte océanique hydratée conduit vers 40 à 80 Km de profondeur à sa déshydratation lors de transformations métamorphiques comme la mise en place d'éclogite. [...]