LE TRAJET DES ROCHES DE LA CROUTE OCEANIQUE

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LE TRAJET DES ROCHES DE LA CROUTE OCEANIQUE

• ROCHES PRODUITES DANS LES ZONES DE SUBDUCTION

• TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LEUR
  TRAJET DE LA DORSALE A LA ZONE DE SUBDUCTION

• TRANSFORMATION DES GABBROS AU COURS DE LA
  SUBDUCTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

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Roches produites dans les zones de subduction

• Andésite et Rhyolite possède une texture
  caractérisée par la présence de gros et de petits
  cristaux (microlites) noyés dans un verre non
  cristallisé (texture microlitique), cette texture
  atteste lorigine volcanique des 2 roches
• Ces 2 roches ont une composition minéralogique
  différente
• Feldspath plagioclase et pyroxène pour l
  Andésite,
• Feldspath plagioclase, quartz et biotite pour la
  Rhyolite.

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Roches produites dans les zones de subduction

• La granodiorite est une roche entièrement
  cristallisée (texture grenue), ce qui confirme
  son origine plutonique (refroidissement lent
  dun magma ayant cristallisé en profondeur)
• En revanche sa composition minéralogique se
  rapproche de celles de lAndésite et de la
  Rhyolite, ce qui suggère que ces roches se
  forment à partir dun même type de magma.

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Transformations des gabbros au cours de leur
trajet de la dorsale à la zone de subduction

• Le document 17 montre que, lors de lexpansion,
  les roches de la croûte océanique (basalte et
  gabbros) subissent un refroidissement facilité
  par la circulation de leau de mer dans les
  fractures (hydrothermalisme) dans des conditions
  de pression faible, la profondeur étant peu
  importante.

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Lame mince dun gabbro (G1) prélevé au niveau
dune dorsale (Pl Plagioclase Py Pyroxène)

• Le gabbro au stade G1 correspond à une roche
  grenue venant de cristalliser soumise à une
  pression faible (faible profondeur et située dans
  un intervalle de température 600CltTClt 800C
• Cette roche montre de gros cristaux de
  plagioclases reconnaissables à leurs macles
  répétées ainsi que des cristaux de pyroxènes de
  couleur jaune orangée

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Lame mince dun métagabbro (stade G2) dune
lithosphère non subduite

• Au stade G2, le métagabbro situé dans un
  intervalle de température 400CltTClt 700C
  présente une transformation minérale
• Une auréole dun nouveau minéral appelé amphibole
  (Hornblende dans ce cas) apparaît autour des
  pyroxènes

• 1. Plagioclase 2. Pyroxène (Augite) 3.
  Hornblende

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Origine de lauréole de métamorphisme liée à
lhydratation du gabbro G2

• Les minéraux du gabbro G1 stables au-dessus de
  700C deviennent instables lorsque la roche se
  refroidit et ceci en présence deau.
• A létat solide, la roche se transforme (se
  métamorphise), ses minéraux déstabilisés libèrent
  des éléments chimiques à partir de leur
  périphérie.
• Les éléments chimiques à linterface entre 2
  minéraux réagissent alors pour former un nouveau
  minéral plus stable dans les nouvelles conditions
  de P et T.
• On parle ici de métamorphisme de Basse Pression
  et de Basse Température

• Plagioclase pyroxène eau ? amphibole
  (hornblende)

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Transformations des gabbros au cours de la
subduction de la lithosphère océanique

• Les plagioclases incomplètement transformés ainsi
  que la Hornblende nouvellement formée du
  métagabbro G2 peuvent à leur tour être
  transformés en nouveaux minéraux hydratés,
  chlorite et actinote en présence deau et lors du
  refroidissement aboutissant au métagabbro du
  stade G3.
• La réaction est

• Plagioclase hornblende eau ? chlorite
  actinote

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Métagabbro G3 (faciès schistes verts)

• Le métagabbro est en boudin dans un métabasalte.
  Les 2 roches sont équilibrées dans les conditions
  du faciès Schistes Verts, lorsque le
  refroidissement de la Croûte Océanique se
  poursuit (point 3 sur le trajet). La couleur
  verte domine dans le métabasalte.
• Les pyroxènes magmatiques bruns du métagabbro
  sont remplacés par une amphibole vert pâle
  (Actinote)

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Métagabbro au stade G4 début de la subduction

• La présence de plagioclase (1) et Pyroxène
  (Augite) (2) indique quil sagit bien dun
  ancien gabbro
• La présence dActinote (5) indique que cet ancien
  gabbro est passé dans la zone de formation et de
  stabilité de ce minéral (stade G3).
• La présence dune auréole de glaucophane (4)
  entre le Pl et le Py indique quune réaction
  chimique sest déroulée à linterface des 2
  minéraux devenus instables pour donner un nouveau
  minéral stable dans les nouvelles conditions de P
  et T (Zone B)

• Le métagabbro au stade G4 a donc été soumis à
  des températures comprises entre 200Clt TClt
  450C et à des profondeurs oscillants entre 15 à
  30 km

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Diagramme P-T montrant les domaines de quelques
associations de minéraux caractéristiques
A
B
C
D
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Métagabbro au stade G5 dune lithosphère en cours
de subduction (Faciès schistes bleus)

• La lame mince montre un métagabbro au stade G5
  présentant une nouvelle association minérale qui
  conserve du Glaucophane (4) mais qui présente de
  nouveaux minéraux qui eux sont anhydres, le
  Grenat (6) et un nouveau pyroxène (la jadéite,
  (7)) ainsi que du Quartz (8).

• Cette nouvelle association minéralogique indique
  quun métagabbro est passé du domaine B (G4) au
  domaine D en passant éventuellement par le
  domaine C.
• le métagabbro au stade G5 a donc été soumis à des
  températures comprises entre 250ltTClt500C, à
  des profondeurs gt 35 km
• Lors de la subduction, les minéraux hydratés des
  associations minérales précédentes sont
  transformés en minéraux anhydre ce qui libère de
  leau. On parle de métamorphisme BT/HP
• Plagioclase chlorite ? glaucophane eau

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CONCLUSION

• Un gabbro cristallisant à la ride entre 2 et 6 km
  de profondeur, se refroidit lentement en
  s'éloignant de celle-ci (G1).
• La lithosphère océanique en extension peut être
  localement déformée ductilement (qui se déforme
  sans rupture) lorsqu'elle est encore très chaude.
  D'autre part, les circulations de vapeur d'eau
  sont abondantes, comme en témoignent les fumeurs
  noirs. En conséquence, toutes les conditions sont
  remplies pour que ces roches recristallisent et
  soient métamorphisées.
• Au point 2, le métagabbro montre le passage, au
  cours du refroidissement, dans le faciès
  amphibolite, puis au point 3, dans le faciès
  Schistes Verts la roche, à lintérieur de la
  plaque refroidie, est équilibrée dans les
  conditions du géotherme moyen.
•      Si, ultérieurement, le (méta)gabbro est
  entraîné dans une zone de subduction , il
  montrera une minéralogie typique du faciès
  Schistes Bleus (G4), puis du faciès Éclogite (G
  5). Lorsque la lithosphère océanique est
  subductée en totalité , la croûte des marges
  continentales peut entrer en collision.
  Léclogite peut être incorporée dans cette
  collision.     

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SYNTHESE