TP5. Constat de départ

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1 Acquis : Nous avons vu dans les Alpes qu il y avait des marqueurs océaniques prouvant l existence d un ancien océan à cet endroit. Problème: Comment expliquer la variété des roches présentes dans une chaîne de montagnes? Constat de départ TP5 Lors de randonnées dans les Alpes, nous avons ramassé trois échantillons de roches métamorphiques (A, B et C) à des 3 emplacements différents, respectivement au Queyras, au Mt Viso et à Dora Maira A B C Source : Métamorphisme et géodynamique Christian Nicollet Éditions DUNOD

2 TP5 : LES MARQUEURS D UNE PALEO- SUBDUCTION DANS UNE CHAINE DE MONTAGNES Géologie

3 Après avoir déterminé le nom et les caractéristiques de chacune des roches (structure, composition minéralogique et condition de formation), vous reconstituerez une étape de la formation des Alpes ROCHE A ramassée au Queyras Plagioclase Pyroxène Sur l échantillon, on distingue à l œil nu 3 types de minéraux Glaucophane Cette roche a donc une structure grenue Plagioclase Pyroxène Sur la lame mince, on repère bien ces trois mêmes minéraux, tous jointifs Glaucophane La structure et la composition minéralogique de cette roche sont proches de celles d un gabbro : c est une roche métamorphique issue d un ancien gabbro (métagabbro) Dans quelles conditions PT ce métagabbro s est-il formé?

4 Domaine de stabilité du gabbro Domaine de stabilité du métagabbro faciès schiste bleu La roche trouvée au Queyras est donc un métagabbro faciès schistes bleus caractéristique d une zone de «basse température - moyenne pression»

5 ROCHE B ramassée au Mont Viso Jadéite Grenat Sur l échantillon, on distingue à l œil nu 3 types de minéraux Glaucophane Glaucophane Grenat Jadéite Cette roche a donc une structure grenue Sur la lame mince, on repère bien ces trois mêmes minéraux, tous jointifs La structure et la composition minéralogique de cette roche sont proches de celles d un métagabbro du faciès schistes bleus Dans quelles conditions PT ce métagabbro s est-il formé?

6 Domaine de stabilité du gabbro Domaine de stabilité du métagabbro faciès schiste bleu Domaine de stabilité du métagabbro faciès éclogite La roche trouvée au Mont Viso est donc un métagabbro faciès éclogite caractéristique d une zone de «moyenne température haute pression»

7 ROCHE C ramassée à Dora Maira Mica blanc Grenat Quartz Sur l échantillon, on distingue à l œil nu 3 types de minéraux Cette roche a donc une structure grenue Grenat Quartz Coésite Sur la lame mince, on repère bien deux des trois minéraux ainsi qu un quatrième, tous jointifs La structure et la composition minéralogique de cette roche sont proches de celles d un granite : c est une roche métamorphique issue d un ancien granite (métagranite) Dans quelles conditions PT ce métagranite s est-il formé?

8 La roche trouvée à Dora Maira est donc un métagranite de très haute pression Les roches étudiées sont toutes issues d une roche initiale (protolithe) après modification des conditions de P et de T : ce sont des roches métamorphiques

9 Domaine de stabilité du gabbro Domaine de stabilité du métagabbro faciès schiste bleu Domaine de stabilité du métagabbro faciès éclogite Concernant les métagabbros faciès schistes bleus et faciès éclogite, on observe que ces roches sont formées à plus faible T mais à plus forte P que le gabbro à leur origine Par ailleurs, le gabbro est une roche de la croûte océanique Toutes ces informations sont compatibles avec l hypothèse d un enfoncement d une croûte océanique (donc d une LO) froide dans le manteau sous-jacent Tomographique sous l Amérique centrale Les roches du Queyras et du Mt Viso se sont donc formées initialement au cours d une subduction océanique

10 O Ma 25 Ma 180 Ma Gabbro Métagabbro faciès Amphibolite Métagabbro faciès Schiste vert Métagabbro faciès Schiste bleu Métagabbro faciès Éclogite

11 Domaine de stabilité du gabbro Domaine de stabilité du métagabbro faciès amphibolite Domaine de stabilité du métagabbro faciès schiste vert Domaine de stabilité du métagabbro faciès schiste bleu Conditions non réalisées dans la nature Domaine de stabilité du métagabbro faciès éclogite Métamorphisme hydrothermal au cours de l accrétion océanique (Basse T - Basse P ) Métamorphisme de subduction au cours de la plongée de la LO (Basse T - Haute P ) On retrouve donc dans les Alpes des témoins d un ancien océan et d une ancienne subduction océanique. Les Alpes se sont donc formées par fermeture d un océan lors d une subduction.

12 Par ailleurs, l existence de roches de la croûte continentale (granite) transformées dans un faciès de très haute pression (métagranite de Dora Maira) est compatible avec l hypothèse d un enfoncement d une croûte continentale (donc d une LC) dans le manteau sous-jacent Les roches de Dora Maira se sont donc formées initialement au cours d une subduction continentale Suite à la fermeture de l océan alpin par subduction, une partie de la LC reliée à la LO plongeante est donc également entrée en subduction BILAN : Les matériaux océaniques et continentaux montrent donc les traces d une transformation minéralogique à grande profondeur au cours de la subduction.

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