Convergence lithosphérique et formation d'une chaîne de montagnes (Th1Ch2)

Question 1

Qu’est-ce qui est créée au niveau des dorsales océaniques ? Et quelle en est l’origine ?

Answer 1

• Au niveau des dorsales océaniques, il y a création de plancher océanique ou accrétion. - L’origine en est la formation, à l’aplomb du rift, de magmas de composition basaltique par fusion partielle des péridotites du manteau supérieur

Question 2

Comment les gabbros et basaltes sont-ils crées ?

Answer 2

Les magmas migrent vers la surface, puis, en se refroidissant plus ou moins rapidement, donnent naissance aux gabbros et basaltes qui, avec les péridotites constituent la lithosphère océanique.

Question 3

Comment sont superposées les roches de la croûte océanique ?

Answer 3

Les roches de la croûte océanique sont partout superposées de la même façon : du haut vers le bas, basalte en pillow-lavas, basalte en filons, gabbros et enfin péridotites.

Question 4

Que sont les ophiolites ?

Answer 4

Les ophiolites se trouvent des les massifs de montagnes sous le nom de “roches vertes”. Les ophiolites sont une association de peridotites (transformées en serpentinite), gabbros, basaltes en coussins et parfois de roches sédimentaires d’origine océanique.

Question 5

Quelles preuves d’une origine océanique trouent-on dans les massifs de montagnes ?

Answer 5

L’analyse chimique des basaltes, leur forme en coussins, la présence éventuelle de roches sédimentaires telles que les radiolarites, sont des preuves d’une origine océanique.

Question 6

Quelles sont les traces d’un ancien océan dans une chaîne de montagnes ?

Answer 6

La composition chimique de ces roches, leur agencement et la forme en coussins des basaltes sont semblables à ce que l’on observe dans une lithosphère océanique actuelle. Bien que souvent très déformées et métamorphisées, les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique, traces d’un ancien océan.

Question 7

Qu’est-ce qui constitue une marge continentale passive et quoi correspond-elle ?

Answer 7

• Les forages et les profils sismiques réalisés sur une marge continentale passive montrent des blocs basculés séparés par des failles normales délimitant des bassins sédimentaires dissymétriques (abruptes du côté de la faille).
• Une marge passive continentale correspond à de la croûte continentale amincie par étirement lors de la naissance d’un océan.
• Une chaîne de montagnes peut renfermer des restes de marges passives fossiles, témoins de l’ouverture d’un ancien océan.

Question 8

Que forment les sédiments ayant rempli les bassins sédimentaires dissymétriques ?

Answer 8

Les sédiments ayant rempli ces bassins forment trois ensembles qui diffèrent par leur disposition géométrique et par leur milieu de dépôt et qui témoignent d’une subsidence (lent affaissement de la lithosphère entraînant un dépôt progressif de sédiments sous une profondeur d’eau constante) progressive due au fonctionnement des failles normales.

Question 9

Quels types de sédiments distingue-t-on ?

Answer 9

On distingue les sédiments :

• anté-rift (avant la phase de rifting) : déposés en milieu peu profond sur le socle continental dont ils sont solidaires
• syn-rift (pendant la phase de rifting) : d’épaisseurs inégales et déposés à des profondeurs variables
• post-rift (après la phase de rifting) : en discordance avec les précédents, déposés à grande profondeur et non affectés par les failles normales.

Question 10

Que se passe-t)il pour des matériaux océaniques et continentaux lors de la subduction ?

Answer 10

Au curs de la subduction, des matériaux océaniques et continentaux sont entrainés en profondeur et subissent un métamorphisme.

Question 11

Quel paramètre joue un rôle majeur dans les transformations minéralogiques ?

Answer 11

Par rapport à la température, la pression joue un rôle majeur dans les transformations minéralogiques observées.

Question 12

Qu’est-ce qui caractérise un métamorphisme HP/BT ?

Answer 12

Un métamorphisme qualifié de haute pression basse température ne s’observe actuellement que dans les contextes de subduction.

Question 13

Que se passe-t-il pour les assemblages minéralogiques lors de l’enfouissement ?

Answer 13

Les assemblages minéralogiques initiaux, stables en surface, sont déstabilisés au cours de l’enfouissement et de nouveaux assemblages se forment par réaction chimique entre les minéraux initiaux.

Question 14

Quelles roches sont caractéristiques du plancher océanique et que subissent-elles ?

Answer 14

Les gabbros, roches caractéristiques du plancher océanique, subissent avec le temps des transformations métamorphiques : ils deviennent des métagabbros ?

Question 15

Nommer dans l’ordre les métagabbros constituants le plancher océanique.

Answer 15

• schistes verts, renferment des chlorites (minéraux verts témoignants d’une importante hydratation)
• lors du plongement de la lithosphère océanique, les “schistes verts” sont transformés en “schistes bleus”, présence d’une amphibole bleue, le glaucophane
• enfin, si ces “schistes bleus” sont entraînés davantage en profondeur ils sont transformés en éclogite (des grenats y apparaissent associés à un pyroxène vert, la jadéite)

Question 16

Dans quelles conditions se forment les glaucophane, grenat et jadéite ? De quoi témoignent-ils ?

Answer 16

• Glaucophane, grenat et jadéite ne peuvent se former que dans les conditions de pression et de température qui caractérisent les zones de subduction.
• Ils témoignent d’une déshydratation intense subie par les métagabbros.

Question 17

D’ouest en est que signifie un passage progressif de roches de type schistes verts à schistes bleus puis à des éclogites ?

Answer 17

L’intensité du métamorphisme est croissant d’ouest en est, ce qui signifie que les roches y ont été portées à des conditions de température et de pression de plus en plus importantes. C’est donc dans ce sens que s’est effectuée la subduction qui a provoqué la disparition de l’océan alpin.

Question 18

Qu’arrive-t-il à la lithosphère océanique lorsqu’elle s’éloigne de la dorsale ?

Answer 18

Elle vieillit et se refroidit.

Question 19

Sous quel effet un océan s’approfondit-il ?

Answer 19

L’océan s’approfondit sous l’effet d’une subsidence d’origine thermique, c’est-à-dire liée au refroidissement.

Question 20

Qu’entraîne un refroidissement en surface ?

Answer 20

Un refroidissement en surface entraîne un enfoncement des isothermes, en particulier l’isotherme 1300°c qui limite la lithosphère et l’asthénosphère. Ainsi la lithosphère océanique s’épaissit en vieillissant par ajout de manteau lithosphérique au détriment du manteau asthénosphérique alors que l’épaisseur de la croûte océanique reste constante.

Question 21

Quelles conséquences a la différence de densité entre le manteau lithosphérique et asthénosphérique ?

Answer 21

Le manteau lithosphérique étant plus dense (3,30) que le manteau asthénosphérique (3,25), la densité de l’ensemble croûte océanique-manteau lithosphérique augmente progressivement au cours du temps jusqu’à dépasser celle de l’asthénosphère.

Question 22

Même si elle est en déséquilibre sur l’asthénosphère, la lithosphère peut continuer à “flotter” dessus, pour quelle raison ?

Answer 22

Au bout de 30Ma, bien que la lithosphère océanique soit en déséquilibre sur l’asthénosphère, elle peut continuer à “flotter” tant qu’elle reste solidaire de la lithosphère continentale voisine ou de la jeune lithosphère océanique qui joue le rôle de bouées.

Question 23

Au-delà de combien d’années le seuil d’équilibre entre la lithosphère et l’asthénosphère est-il largement dépassé ?

Answer 23

Au-delà de 200Ma, le seuil d’équilibre est largement dépassé. Conformément au principe d’Archimède, la vieille lithosphère océanique, très dense, s’enfonce dans l’asthénosphère, moins dense : une subduction s’amorce.

Question 24

Que peut-il se passer lorsque l’ensemble du domaine océanique a disparu par subduction ?

Answer 24

Lorsque l’ensemble du domaine océanique a disparu par subduction, l’une de ses marges continentales peut être entrainée dans le manteau par la lithosphère océanique plongeante.

Question 25

À quoi est due la collision de deux lithosphère continentales ?

Answer 25

La densité de la croûte continentale étant plus faible que celle de la croûte océanique, cette subduction continentale devient de plus en plus difficile et finit par se bloquer. Le raccourcissement imposé par la convergence ne peut plus être absorbé par la subduction : la collision de deux lithosphère continentales prend le relais.

Question 26

À quoi la lithosphère continentale est-elle contrainte de s’adapter ?

Answer 26

La lithosphère continentale est donc contrainte de s’adapter à la compression tectonique:

• en profondeur où la température est importante, les roches se déforment de manière plastique et forment des plis;
• dans les zones superficielles, plus froides, les roches ont un comportement cassant et se fracturent en failles inverses.

Question 27

Qu’est-ce qu’une nappe de charriage ?

Answer 27

La convergence se poursuivant, des nappes de charriage formées par des chevauchements de terrains plus anciens sur des terrains plus jeunes, s’empilent sur de grandes épaisseurs.

Question 28

Comment la lithosphère répond-elle au mouvement de convergence ?

Answer 28

Ainsi, la lithosphère continentale répond au mouvement de convergence par un raccourcissement et un épaississement : sous la chaîne de montagnes, la profondeur du Moho peut atteindre plus de 50km (c’est la racine crustale).

Question 29

Qu’est-ce que la subduction continentale ?

Answer 29

Malgré sa faible densité, a croûte continentale peut s’enfoncer profondément dans le manteau : c’est ce que l’on appelle la subduction continentale.

Question 30

Quel contexte est la convergence lithosphérique ?

Answer 30

La convergence lithosphérique est un contexte de formation des chaînes de montagnes par un raccourcissement et empilement de nappes.