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ANNALE - LES ROCHES DE LA RÉGION DE GAVARNIE

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Roches et zones de subduction

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Ce cours a pour but d’exposer l’intérêt de la microscopie optique dans la compréhension de la production de croûte continentale dans les zones de subduction.

 

En séance de travaux pratiques, il est de coutume d’étudier soit :

- des roches magmatiques plutoniques comme par exemple la diorite ou le granite qui ont des cristaux jointifs (juxtaposés sans espaces vides entre eux, du fait d’un refroidissement lent en profondeur), comme dans la photographie ci-dessous.

 

- des roches magmatiques volcaniques comme par exemple l’andésite ou la rhyolite.

La diorite (roche plutonique) a exactement la même composition minéralogique que l’andésite (roche volcanique). Le granite (roche plutonique) a la même composition minéralogique que la rhyolite (roche volcanique).

 

Les roches au niveau des zones de subduction, qu’elles soient volcaniques (rhyolite, andésite) ou plutoniques (diorite, granite), ont une spécificité : elles sont très riches en minéraux hydratés.

Ces minéraux sont observables en lames minces : ce sont par exemple les amphiboles (de type hornblende) ou le mica noir, qui sont riches en eau. La photographie ci-dessous d’un échantillon d’une roche magmatique en lumière polarisée analysée (LPA) montre ainsi un mica noir (en haut).

 

 

Puisqu’on sait que ces roches sont magmatiques, on peut donc en déduire que le magma qui leur a donné naissance était riche en eau.

 

D’où vient l’eau de ce magma ?

Elle est apportée par la plaque plongeante, en bleu dans le schéma ci-dessous, qui par le biais de réactions métamorphiques dues à l’augmentation de pression en profondeur (dans un domaine de stabilité dit de type faciès éclogite au schiste bleu), libère de l’eau.

Ces réactions métamorphiques hydratent ainsi le manteau de la plaque chevauchante, composé de péridotites (en vert sur le schéma). Par conséquent, le point de fusion du manteau de la plaque chevauchante diminue.

 

 

La courbe de solidus de la péridotite, en pointillés sur le schéma ci-dessus, est ainsi modifiée, et la température de fusion est abaissée.

Cette diminution de la température de fusion de la péridotite (composée essentiellement de pyroxènes et d’olivines) permet une fusion partielle (entre 80 et 160 kilomètres de profondeur) donnant naissance à un magma hydraté qui donne à son tour des roches magmatiques hydratées avec des minéraux hydratés que sont les amphiboles hydratées et les micas noirs hydratés.