La convergence lithosphérique et la subduction - publié le 14/03/2009

Résumé du document

Les zones de subduction sont des zones actives marquées par un relief, une forte sismicité et du volcanisme. A l'approche des zones de subduction, les fonds océaniques (dont la profondeur au niveau des plaines abyssales est environ 4000m) s'abaissent nettement et dessinent une fosse pouvant dépasser 10 000 m de profondeur (exemple : Fosses des Marianne : 11 000 m)
On parle de relief négatif.

Suite à la fosse, des reliefs positifs marquent la zone de subduction et forment des arcs magmatiques.
On distingue :
- des cordillères au niveau des subductions péricontinentale c'est à dire sous une marge continentale ;
- des arcs volcaniques insulaires dans les zones de subduction intra océanique.

Extraits

[...] Le magmatisme des zones de subduction A. Les roches magmatiques des zones de subduction Dans les zones de subductions coexistent : - des roches volcaniques de type Andésite et Rhyolites qui résultent d'un refroidissement rapide d'un magma en surface suite à une éruption et qui présentent une texture microlithique ; - des roches plutoniques types granitoïdes qui cristallisent lentement en profondeur et présentent une texture grenue. En effet, certaines bulles de magma ou diapirs ne gagnent pas la surface, car leur température n'est pas suffisamment supérieure à celle des roches encaissantes. [...]

[...] La densité de la lithosphère océanique finit par devenir supérieure à celle du manteau asthénosphérique. La plaque demeure en surface soutenue par la lithosphère continentale qui l'entoure. Cependant si un mouvement de compression survient et désolidarise la plaque dense de ces "flotteurs continentaux", alors l'équilibre instable est rompu et la plaque océanique poussée par la convergence tend inexorablement à sombrer dans le manteau. Remarque : Il arrive que des lithosphères océaniques jeunes subductent comme au niveau du Pérou : dans ce cas, c'est le contexte tectonique global qui exerce des forces trop importantes à l'origine de la subduction qui est alors dite forcée. [...]

[...] La profondeur des foyers peut dépasser 700km, ce qui témoigne de l'existence de contraintes tectoniques profondes. C. Une double anomalie thermique Le flux de chaleur d'origine interne, relativement constant à la surface du globe, présente au niveau des zones de subduction une double anomalie : - une anomalie négative entre la fosse et l'arc magmatique, le flux de chaleur étant anormalement faible, du fait de la subduction d'une plaque lithosphérique froide : l'échauffement de la plaque qui subducte dans l'asthénosphère chaude est lent du fait d'un réchauffement par conduction la plaque reste donc rigide ce qui est attesté par l'existence de séismes profonds, par conséquent la plaque plongeante s'enfonce beaucoup plus vite qu'elle ne se réchauffe, ce qui explique l'anomalie thermique négative. [...]

[...] Remarque : Le Japon forme un arc volcanique insulaire, mais qui résulte d'une distension de la marge continentale du fait des forces de subduction. Un bassin d'arrière arc se forme et crée une mer marginale Une déformation affectant les sédiments. Les sédiments reposant sur le plancher océanique sont entrainés par les mouvements horizontaux de la lithosphère. Mais, étant moins denses que le plancher basaltique et peu solidaire de ce dernier, ils s'accumulent contre la plaque chevauchante et forment ce que l'on appelle un prisme d'accrétion Bilan. [...]

[...] En fait, la plaque lithosphérique plongeante est hydratée. Suite à sa formation au niveau de la dorsale, les roches la composant (basalte, gabbro et péridotite) ont été transformées en métabasalte, métagabbro et serpentinite par des circulations hydrothermales. Cet ensemble de transformation à l'état solide est le métamorphisme hydrothermal. Des minéraux hydratés tels que la hornblende apparaissent puis le chlorite et actinote : ce nouvel assemblage minéralogique le FACIES des schistes verts. Le facies est une catégorie de roche métamorphique définie par un assemblage déterminé de minéraux stables à certaines conditions de pression et température. [...]