Chap II/ Convergence lithosphérique et formation des chaines de montagne

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1 Nous avons vu qu une chaîne de montagne porte les traces d une collision continentale. Comment et où se forment les chaines de montagne? Chap II/ Convergence lithosphérique et formation des chaines de montagne Quel est le contexte géologique de la formation d une chaine de montagne? I/ Convergence lithosphérique et collision continentale Bordas Doc 1 p Bordas Doc 3 p 177 Les profils de sismique réflexion et la tomographie sismique au niveau des chaines de montagne montrent: - une subduction continentale sous l Himalaya (données récentes) - un empilement en écailles des nappes de charriage, des plis, des failles inverses témoins de l épaississement de la croûte (reliefs en surface + racine crustale en profondeur) en réponse à son raccourcissement. Donc la convergence lithosphérique est à l origine de la collision continentale et donc de la formation des chaines de montagnes. Quel contexte géologique précède la création des chaînes de montagnes? II/ Les traces d un ancien domaine océanique 1/ Présence de lambeaux de lithosphère océanique : p 169 : Ophiolites du Chenaillet (Alpes) = Au sommet du massif du Chenaillet (Alpes), on observe l association de 3 types de roches vertes particulières, les ophiolites : Basalte en coussin, gabbros et péridotites métamorphisées (serpentinites) Les gabbros présentent les signes d un métamorphisme qui témoigne de l hydratation d une lithosphère océanique vieillissante (auréoles de minéral vert autour des pyroxènes)

2 On parle de schistes verts nés d un métamorphisme hydrothermal en s éloignant de la dorsale. Les ophiolites sont les restes d une ancienne lithosphère océanique prise en tenaille entre les 2 lithosphères continentales lors de la collision. En effet l océan alpin séparait les deux marges continentales européenne et africaine avant la collision. Elles ont été mises en place au niveau de la dorsale océanique puis portées en altitude (+ de 2500 m) par la collision continentale (sans entrer en subduction)

3 2- Des vestiges de marges continentales : Bordas p : marge passive actuelle et ancienne marge de l océan alpin. Une marge passive se forme lorsque les deux bords d un continent s écartent l un de l autre lors de la naissance d un océan. Elle constitue la bordure continentale qui fait la jonction avec la croûte océanique. Dans les Alpes, on observe également des formations géologiques tectoniques et sédimentaires particulières : de grandes failles normales séparent des blocs de roches continentales très anciennes (magmatiques et métamorphiques) :les blocs basculés. Ils sont recouverts de roches sédimentaires d origine océanique (fossiles d ammonites) Les blocs basculés sont les restes d une ancienne marge passive.

4 III/ Les traces d une ancienne subduction Carte du métamorphisme des Alpes A/ les preuves : les métagabbros Dans les Alpes, on trouve une distribution géographique particulière des métagabbros qui sont des roches métamorphiques caractéristiques d une subduction océanique. A l Ouest les schistes verts hydratés témoins d une lithosphère océanique vieillissante, laissent place vers l Est aux schistes bleus (M2 à glaucophane) puis aux éclogites (M3 à grenat et jadéite) caractéristiques d une subduction. Glaucophane, jadéite et grenat sont des minéraux qui se forment uniquement dans des conditions de P et de T particulières. Ces conditions correspondent à celles rencontrées lors d un enfouissement lié à un processus de subduction. Dans les Alpes la subduction s est donc faite d O en E car le métamorphisme est de plus en plus intense d O en E, la plaque Européenne plonge sous la plaque africaine. Le diagramme P/T de stabilité des associations minéralogiques permet de retracer l histoire d un gabbro et de voir quelles conditions de pression et de température il a subi de sa mise en place jusqu à son enfouissement. ELOIGNEMENT DE LA DORSALE : Métamorphisme hydrothermal M2 SUBDUCTION : Métamorphisme BT/HP M3 Roches qui s éloignent de la dorsale (T diminue de + en + / Basse P) Métamorphisme hydrothermal avec hydratation des roches G : Gabbro (mise en place à la dorsale)m1 : Schistes verts Roches caractéristiques de l enfouissement lors de la subduction Métamorphisme de Basse T / Haute P(P augmente de + en +) M1 M2 M3 M2 : Schistes bleus (= métagabbro à glaucophane) M3 : Eclogites (= Métagabbro à grenat)

5 B/ Le moteur de la subduction (Voir TP4) En s éloignant de la dorsale la lithosphère océanique se refroidit et s épaissit. A partir d un certain âge(qui n excède pas 200 Ma) sa densité devient supérieure à celle de l asthénosphère. L équilibre isostatique est rompu et la lithosphère océanique entre en subduction : c est ce qu on appelle la subsidence thermique. On peut attendre le Chap 4 pour donner ce doc ce sera mieux SUBDUCTION : Augmentation de la P Lors de l enfouissement de la lithosphère océanique Métamorphisme de Haute Pression et de Basse Température avec déshydratation des roches Augmentation de la densité Bilanp 181 Etapes de la formation d une chaine de montagnes : - Fracturation continentale - Ouverture océanique - subduction océanique entrainant la fermeture d un ancien océan - subduction continentale (jusqu au blocage) - suture continentale avec collision entre les 2 lithosphères continentales - épaississement par empilement de nappes de charriage dans la zone d affrontement des plaques.

6 Les étapes de la formation d une chaîne de montagne p166

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