convergence lithosphérique subductions ts plan sources rappel structure de la terre grandes plaques...
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Convergence lithosphérique Subductions TS
Plan
Sources
Rappel structure de la Terre
Grandes plaques lithosphériques
Limites de plaques
Subduction (coupe)
Trajet pression Température
Schéma synthèse subduction
Flux thermique
Fréquence altitudes
TP minéralogie subductions
Tableau roches correction
Evolution d’un gabbro
Deux types de subduction
Solidus des péridotites
PlanChapitre 8 : La convergence lithosphérique
subductions et chaînes de collision
I. Pourquoi des zones de convergences ?A) Rappels sur la structure de la Terre
1) La structure du globe terrestre.2) Les plaques divisant la lithosphère terrestre.
B) L’autre face des zones d’expansion océanique.C) Différents types de lithosphères impliqués dans la convergence.
II. Les zones de convergence impliquant une lithosphère océanique: les subductionsA) Répartition des foyers de séismes.B) Phénomènes mécaniques affectant les plaques plongeantes.
1) Mécanisme au foyer :2) Les moteurs de la subduction
C) Topographie et structures tectoniques associées aux zones de subduction1) Profil topographique.2) Une convergence associée à des structures en compression ou en distension3) Prisme d’accrétion
D) Flux thermique associé aux subductions.E) Magmatisme associé aux subduction
1) Position des arcs insulaires et des volcans de type andin.2) Nature du volcanisme associé aux subductions: la ceinture des andésites3) Transformations minéralogiques au sein de la lithosphère océanique.
a) Rappels sur les transformations minéralogiques avant la subduction.b) Transformations dans la plaque plongeante (= sous charriée).
4) Mécanisme du magmatisme associé aux subductions : la conséquence de la libération d’eau.F)Problème de l’équilibre entre la production de lithosphère et sa destruction.
III. Convergence entre deux lithosphères continentales : les chaînes de collisionA) Les caractères actuels des Alpes franco italiennes : des caractères de chaîne de collision
1) Les marqueurs de collision continentalea) Marqueurs topographiquesb) Marqueur structural : l’épaississement crustal.c) Marqueurs tectoniques
2) Les Alpes résultat d’une collision entre deux continentsB) Les restes d’un ancien océan au cœur des alpes franco italiennes actuelles
1) Vestiges d’une marge passive2) Vestiges d’un plancher océanique :Les ophiolites.3) Vestiges d’une subduction4) Conclusion : existence d’un océan alpin
C) Un scénario pour la formation des Alpes
Rappels sur la structure de la Terre
Tableau: la structure de la Terrre
10 à 30100
300
700
2900
5000
6400
Divisions(bases sismiques)
Discontinuitéssismiques
Divisions(bases mécaniques)
Profondeurkm
Croûte
Manteau
Noyau
Mohorovicic
Supérieur
Inférieur
Externe (liquide)
Graine (solide)
LVZ
Lithosphère
Asthénosphère
Limites de plaques (séismes de magnitude > 3)
Africaine
Indo-australienne
Pacifique (W)
Nazca
Cocos
Amérique atlantique
W
Eurasienne
Antarctique
Caraïbes
Philippines
Les principales plaques lithosphériques
Nom de la plaque Type de lithosphèrePlaque pacifique océanique
Nazca océaniqueAntarctique Mixte continent océan
Nord Américaine Mixte continent océanCaraïbe Mixte continent océan
Sud américaine Mixte continent océanEurasienne Mixte continent océanAfricaine Mixte continent océan
Indo australienne Mixte continent océanPhilippines océanique
Répartition des hypocentres dans une subduction
200km
Echelle des reliefs x5
Deux types de subduction
Type Mariannes Type Chili
Fréquence des différentes altitudes
Subductions flux thermique
Flux géothermiqueAnomalie positive
Anomalie négative
Plaque plongeante « froide »Il doit exister une source de chaleur
responsable du volcanisme de l’arc
insulaire
Trajet P-T
Température °C0 500 1000
50 km
Trajet d’un gabbrodans le diagramme P-T
depuis la dorsalejusque dans la plaque
subduite
Géotherme 5°/km (plaque
plongeante)
PlagioclasePyroxène
eau
PlagioclaseAmphibole
eau
Pg AmphiboleChlorite
(Schiste vert)
Pg+glaucophane(schiste bleu)
GrenatJadéite
(éclogite)
Evolution d’un gabbro
Température °C0 500 1000
50 km
Trajet d’un gabbrodans le diagramme P-T
depuis la dorsalejusque dans la plaque
subduite
Géotherme 5°/km (plaque
plongeante)
PlagioclasePyroxène
eau
PlagioclaseAmphibole
eau
Pg AmphiboleChlorite
(Schiste vert)
Pg+glaucophane(schiste bleu)
GrenatJadéite
(éclogite)
G1G2
G4
G4
Solide+liquid
e
Solide+liquid
e
Solidus des péridotites
0 1000 2000°C
200km
100
0Géotherme
Solidus sec des péridotitesSolidus hydraté des péridotites
Solide
Conditions dans le manteau au dessus de la plaque plongeante
Synthèse subduction
Andésites
Granitoïdes
TP évolutions des roches impliquées dans les subductions
5
3
4
6
7
8
1
2
Basalte et andésite ont une structure microlithique:donc sont des roches éruptives de surfaceConnaissances de première --> les basaltes sont émis au niveau des dorsales médio-océaniques
1 Basalte
3 Andésite
Le gabbro a la même composition que le basalte, sa structure grenue en fait l’équivalent en profondeur, correspondant au réservoir magmatique qui a donné le basalte.
2 Gabbro
Les péridotites sont grenues (visible en lame mince et à l’œil nu dans les enclaves des échantillons de basaltes). D’après les connaissances de 1ère S, le manteau est formé de péridotites
4 Granite5 Péridotites
5
Le métagabbro G4 possède du glaucophane et un plagioclase, le diagramme pression température permet de situer sa formation dans le domaine B (20 30 km, température vers 200 400 °C : c’est le faciès schistes bleus).
6 Métagabbro à chlorite (schiste vert)
7Schiste bleu (métagabbro à glaucophane)8 Eclogite (métagabbro à grenat)
Métagabbro G5 montrant une association à grenat, pyroxène de type jadéite et glaucophane s’est formée dans le domaine D, donc plus profond (40-60 km) mais à une température du même ordre (200 400°C). C’est le faciès éclogite.
Andésite et granitoïdes (granite, diorite quartique). ont une densité relativement faible (2,6) contrairement aux basaltes, gabbros et péridotites (d>=3). On va les retrouver dans la lithosphère continentale plus légère qui surmonte la plaque subduite. L’andésite étant une lave (structure microlithique) se place sur le volcan . Les granitoïdes (structure grenue) sont les roches éruptives de profondeur correspondantes.
Le métagabbro à chlorite est un gabbro bien reconnaissable, métamorphisé à une pression faible et température modérée
TP minéralogie subduction: correction du tableauEchantillon nom et
numéro repère sur leschéma
Structure(microlitique, grenue)
Origine (effusive,de profondeur,métamorphique)
minéralogie
Basalte (1) Microlithique(microlithes souventpetits)
Effusive Pyroxènes, plagioclases, verre
Gabbro (2) Grenue De profondeur Pyroxènes, plagioclases
Andésites (3) Microlithique (maisphénocristauxabondants avec peude verre)
Effusive,volcanismeexplosif
Pyroxènes, amphibole, plagioclases, souventmagnétite, verre peu abondant.
Diorite Quartzique(4)
Grenue De profondeur Quartz, plagioclase seulement
Granite Grenue De profondeur Quartz, feldspath alcalin, mica
Péridotite (5) Grenue De profondeur Olivine, pyroxènes (minéraux anhydre)
Méta gabbro (G2G3) à amphibole etchlorite « schistevert »(6)
Grenue Métamorphique Auréole réactionnelle d’amphibole (minéralhydraté) autour des phénocristaux depyroxène, chlorite
Méta-gabbro (G4)stade « schiste bleu »(7)
Grenue MétamorphiqueHP-BT
Glaucophane, pyroxène
Méta-gabbro (G5)stade éclogite (8)
Grenue MétamorphiqueHP-BT
Grenat pyroxène (donc minéraux anhydres)
Sources
Planisphère, coupes subduction Logiciel Tectoglob
Document anomalies thermiques Lliboutry p 86
Synthèse subduction (documents accompagnement programmes de TS p25 (Kornprobst 2000)
Pour les échantillons G4 G5 de métagabbro, voir Hatier TS p 305
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