Soutien des apprentissages SVT Résumé de géologie SVT-ZAHIRI 2 BAC PC ou SVT I-Chaines de subduction Définition Marqueurs topographiques Marqueurs géophysiques Marqueurs géothermiques Marqueurs pétrographiques Marqueurs tectoniques Relation entre métamorphisme et subduction Relation métamorphisme et magmatisme dans les zones de subduction Orogenèse des chaines de subduction Chaines résultent de l’enfouissement d’une plaque océanique dense, froide et rigide sous une plaque continentale mois dense sous l’effet de compression -présence d’une fosse océanique étroite et profonde -présence des reliefs montagneux en bordure de la plaque lithosphérique continentale (marge active) - une sismicité intense située principalement sous la plaque chevauchante -les foyers sismiques sont répartis sur un plan incliné, appelé plan de bénioff et qui peuvent atteindre des profondeurs plus de 500 km. - double anomalie thermique : un flux thermique faible au niveau de la fosse océanique et un flux thermique élevé associé à l’arc magmatique. - les isothermes sont déformées et incurvés suivant le plan de bénioff -volcanisme andésitique -batholites de granitoïdes (granodiorite) -plis, failles inverses, chevauchements -prisme d’accrétion -lors de la subduction, les roches de la plaque subduite (dense et froide) subissent des transformations minéralogiques suite à l’augmentation de la température et surtout la pression, on parle d’un métamorphisme dynamique (de basse température et haute pression). Ainsi, les métagabbros à faciès schistes verts se transforment en métagabbros à faciès schistes bleus (apparition du glaucophane), puis en métagabbros à faciès éclogites (apparition des minéraux comme grenat et jadéite). -lors de la subduction, les roches de la plaque subduite subissent des transformations minéralogiques liés à l’augmentation de la température et surtout la pression : métamorphisme dynamique. Ainsi, le métagabbro à faciès schiste vert se transforme en métagabbro à faciès schiste bleu puis en métagabbro à faciès éclogite. Ces transformations minéralogiques s’accompagnent d’une déshydratation de la plaque subduite libérant de l’eau qui va hydrater les péridotites du manteau de la plaque chevauchante, ce qui entraine la fusion partielle des péridotites hydratées et formation d’un magma andésitique. Ce magma donne en profondeur un plutonisme (granodiorite) et un volcanisme andésitique en surface. -L’orogenèse des Andes est le résultat de la tectonique des plaques. Les évènements qui accompagnés la formation de la cordillère des Andes sont : -Etape 1 : La convergence de deux plaques (plaque Nazca et plaque Sud-américaine) a provoqué une subduction océanique : la plaque océanique Nazca plus dense s’enfonce sous la plaque continentale sud-américaine. -Etape 2 : Cette subduction est accompagnée d’un magmatisme lié à la fusion partielle du manteau de la plaque chevauchante en formant ainsi des plutons de granodiorite et un volcanisme andésitique -Etape 3 : Dans la zone d’affrontement se construit une fosse océanique associée à la formation d’un prisme d’accrétion : ce sont des sédiments océaniques de la plaque plongeante entassés en écailles sur la plaque continentale. -Etape 4 : Les forces tectoniques de compression liées au rapprochement de deux plaques ont provoqué des déformations tectoniques (plis, failles inverses, chevauchement). Cette compression induit un raccourcissement et un épaississement de la croute continentale donnant naissance des reliefs élevés (chaines des Andes) Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI II-Chaines d’obduction Définition Marqueurs tectoniques Chaine montagneuse résulte du charriage de la lithosphère océanique dense (ophiolites) sur la lithosphère continentale - La nappe ophiolitique présente une série caractéristique : péridotites du manteau supérieur, Gabbros, complexe filonien, basaltes en coussinet. -nappes de charriages sédimentaires qui sont formés de radiolarites -Nappes de sédiments marins formés de radiolarites -Plis et failles -Le complexe ophiolitique présente une série caractéristique de roches : péridotites du manteau supérieur, Gabbros, complexe filonien, basaltes en coussinet. Marqueurs pétrographiques - Les radiolarites (roches siliceuses de fonds océaniques). -Semelle métamorphique : schistes bleus et éclogites Les étapes de l’orogenèse des chaines d’obduction -L’orogenèse de la chaine d’obduction est due à la fermeture de l’océan Téthys. Les événements géologiques qui ont accompagnés la formation de cette chaine : -Stade d’océanisation : c’est une phase d’expansion océanique marqué par une sédimentation océanique profonde telle que les radiolarites. -Stade de subduction océanique : Mise en place d’une phase de compression entraine une subduction océanique, surtout la plaque arabique sous la plaque iranienne. Cette subduction conduit à la formation d’un prisme d’accrétion constitué de sédiments océaniques profonds, deviendra plus tard les nappes de Hawassina. -Stade d’obduction: Avortement de la subduction et obduction de la lithosphère océanique sur la plaque continentale. La lithosphère océanique est charriée sur le continent en poussant devant le prisme d’accrétion. Relation entre métamorphisme et obduction Lors du stade d’obduction, les roches continentales chevauchées par la nappe ophiolitique subissent une augmentation importante de la pression et une température peu élevée. Donc, ces roches subissent un métamorphisme dynamique, donnant naissance à des roches métamorphiques à faciès schistes bleus et à faciès éclogites. Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI III-Chaines de collision ►Définition de chaines de collision : Chaines montagneuses résultent de l’affrontement de deux plaques continentales avec raccourcissement et empilement de roches de la croute et la disparition totale de l’ancien océan ►Marqueurs tectoniques = structuraux de la collision continentale : -plis, failles inverses, chevauchements, nappes de charriage -reliefs élevés et racine crustale -épaississement de la croute continentale et enfouissement du Moho -suture ophiolitique ►Marqueurs pétrographiques : -Marqueurs du stade d’un ancien océan : ophiolites (portion de lithosphère océanique charrié sur le continent) + sédiments océaniques (radiolarites) -Marqueurs du stade d’une ancienne subduction : magmatisme de subduction (andésites et granodiorites) + ophiolites métamorphisés dynamiquement avec les faciès de schistes bleus et de l’éclogite. -Marqueurs du stade de collision : roches métamorphiques d’un métamorphisme thermodynamique (comme le gneiss) + migmatites + granites d’anatexie ►Les étapes de l’orogenèse de la chaine de collision : Etape 1 Etape 2 Etape 3 Etape 4 La convergence des plaques entraine une subduction océanique. L’enfouissement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère s’accompagne d’un magmatisme donnant naissance à un volcanisme andésitique et plutonisme de granitoïdes, et en plus formation d’un prisme d’accrétion. Freinage de la subduction et obduction de portions de lithosphère océanique sur le continent formant le complexe ophiolitique Le rapprochement de deux plaques entraine la fermeture du domaine océanique. Mise en place du complexe ophiolitique formant une suture ophiolitique Lors de la collision de deux plaques continentales, les forces de compression provoquent d’intenses déformations tectoniques (plis, failles, chevauchements). Cette compression induit un raccourcissement et épaississement de la croute continentale donnant naissance à des reliefs élevés (chaines de montagnes) Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI ►Relation entre le métamorphisme thermodynamique et collision : Roches métamorphiques Lames minces Structure Minéralogie Micaschiste Gneiss Schistosité Foliation -Mica (biotite) -Quartz -Mica (biotite) -Quartz -Feldspath -Lors de la collision, les forces de compression provoquent d’intenses déformations tectoniques (plis, failles inverses, chevauchements) → Cette compression entraine l’épaississement crustale de la croute continentale → l’enfouissement des roches continentales en profondeur ou elles subissent un métamorphisme thermodynamique (HP HT) → donnant naissance à des roches métamorphiques (micaschistes et gneiss). ►Relation entre métamorphisme thermodynamique et anatexie : -Lors de la collision, les forces de compression provoquent d’intenses déformations tectoniques (plis, failles inverses, chevauchements). Cette compression entraine l’épaississement crustale de la croute continentale et ainsi l’enfouissement des roches continentales en profondeur ou elles subissent un métamorphisme thermodynamique dû à l’augmentation de la pression et de la température, donnant naissance à des roches métamorphiques (micaschistes et gneiss). -A certaine profondeur, les roches métamorphiques (gneiss) peuvent atteindre les conditions de température et de pression provoquant l’anatexie (fusion partielle du gneiss) d’où la naissance d’un magma granitique. Ce magma peut se solidifier sur place donnant des migmatites et du granite d’anatexie. ►Relation entre anatexie et orogénèse des chaines de montagnes : -lors de la collision, il y a enfouissement des unités rocheuses en profondeur ou elles subissent un métamorphisme thermodynamique, donnant naissance à des roches métamorphiques (gneiss). -sous l’effet de l’érosion et de l’isostasie, les roches métamorphiques remontent vers la surface ce qui diminue la pression mais la température reste élevée par la remonté de l’asthénosphère. Ces conditions entrainent la fusion partielle (anatexie) du gneiss et formation d’un magma anatectique. Ce magma se refroidit à sa place donne la migmatite et le granite d’anatexie Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI VI-Granitisation et sa relation avec le métamorphisme Gneiss Migmatite Granite Structure folié Structure mixte (foliation et grenue) Structure grenue Caractéristiques Du granite Caractéristiques des roches métamorphiques avoisinantes Relation entre granitisation et métamorphisme Granite d’anatexie -L’affleurement d’un massif granitique sur une grande étendue -ce type de granite associé avec des roches métamorphiques (gneiss et micaschiste) caractérisant un métamorphisme régional (thermodynamique) -La limite n’est pas nette entre le granite et les roches métamorphiques avoisinantes -présence de migmatite qui est un mélange de gneiss et de granite -Etendue vaste de roches métamorphiques -Séquence de roches métamorphiques d’un métamorphisme thermodynamique -Passage progressif du métamorphisme à l’anatexie (migmatite) Granite intrusif -le granite intrusif est un pluton intrusif dans une série sédimentaire. Il est entouré par une auréole métamorphique de contact, constituée de roches métamorphiques (cornéennes et schistes). -la limite est nette entre le granite et les roches métamorphiques avoisinantes -présence des enclaves -Dans les zones de collision, la croute continentale s’épaissit, pouvant atteindre jusqu’à 80 km d’épaisseur. Cet épaississement crustale entraine à enfouir en profondeur les roches et les portant à des conditions de température et de pression provoquant l’anatexie (fusion partielle du gneiss) d’où la naissance d’un magma granitique. Ce magma peut se solidifier sur place donnant des migmatites et du granite d’anatexie. Le granite intrusif se met en place suite à la migration vers la surface d’un magma anatectique de faible densité et très chaude, sous formes d’intrusions qui traversent les couches encaissantes (sédimentaires) et donnent, après refroidissement, le granite intrusif. La chaleur dissipée par le magma au cours de son refroidissement, entraine des transformations métamorphiques des roches encaissantes, formant une auréole de métamorphisme de contact. Ce type de métamorphisme de basse pression et haute température et appelé métamorphisme de contact. Soutien des apprentissages -étendue étroite de roches métamorphiques (auréole métamorphique) -les minéraux index de haute température et non orientés -métamorphisme thermique ou de contact 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI Lexique Géologie ● Subduction : Enfouissement d’une plaque océanique dense, froide et rigide sous une plaque continentale mois dense sous l’effet de compression ● Chaine de subduction : Chaines résultent de l’enfouissement d’une plaque océanique dense, froide et rigide sous une plaque continentale mois dense sous l’effet de compression ● Plan de Benioff : plan oblique suivant la surface de la plaque plongeante selon lequel se répartissent les foyers des séismes dans les zones de subduction ● Anomalie thermique : écart entre la température mesurée en un lieu en degrés Celsius, positive ou négative, par rapport à la température moyenne ● Isothermes : lignes regroupant les points en profondeur qui ont même température ● Prisme d’accrétion : structure d'origine tectonique liée à l'accumulation de sédiments océaniques au niveau d'une fosse de subduction. ● Volcanisme andésitique : Volcanisme explosif, cause d'une lave visqueuse, généralement lié à une subduction. ● Structure microlitique : Structure d'une roche volcanique, composée de phénocristaux noyés dans une pâte vitreuse contenant des microlites. ● Structure grenue : Structure d'une roche plutonique, composée de gros cristaux jointifs avec absence de pate vitreuse. ● Andésite : roche magmatique volcanique, à structure microlitique, issue de refroidissement rapide à la surface du magma dans les zones de subduction. ● Granodiorite : roche magmatique plutonique, à structure grenue, issue de refroidissement lent en profondeur du magma les zones de subduction. ● Solidus : courbe qui limite entre un matériau solide et un matériau partiellement fondu en fonction de la température et la pression auxquelles ce matériau est soumis. ● Géotherme : variation de la température de la terre en fonction de la profondeur. ● Péridotites : Roche entièrement cristallisée, vert-noirâtre, riche en olivine et pyroxène, constituant l’essentiel du manteau supérieur. ● Obduction : limite active entre une plaque océanique et une plaque continentale. ‘est une zone de subduction marqué par une activité sismique et volcanique. ● Chaines d’obduction : Chaine montagneuse résulte du charriage de la lithosphère océanique dense (ophiolites) sur la lithosphère continentale ● Nappe de charriage : sont des unités tectoniques qui sont amenées à se chevaucher et à être charriées sur de grandes distances suite aux forces de compression ● Nappe ophiolitique : charriage de la lithosphère océanique dense (les ophiolites) sut la lithosphère continentale lors du phénomène d’obduction. ● Ophiolites : correspondent à un ancien plancher de lithosphère océanique charriée sur le continent par phénomène d’obduction. ● Radiolarites : roches siliceuses provenant de l’accumulation des tests d’organismes planctoniques marins : les radiolaires ● Collision : affrontement de deux plaques continentales avec raccourcissement et empilement de roches de la croute et la disparition totale de l’ancien océan ● Chaines de collision : Chaines montagneuses résultent de l’affrontement de deux plaques continentales avec raccourcissement et empilement de roches de la croute et la disparition totale de l’ancien océan ● Discontinuité de Moho : marque la limite entre la croûte terrestre et le manteau supérieur. ● Suture ophiolitique : Mise en place du complexe ophiolitique entre deux lithosphères continentales après fermeture d’un domaine océanique ● Ophiolites : correspondent à un ancien plancher de lithosphère océanique charriée sur le continent par phénomène d’obduction. ● Racine crustale : est l'épaississement en profondeur de la croûte continentale suite aux forces Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI ● Déformation : changement de forme, de position, d’orientation d’un objet géologique soumis à des contraintes. ● Contrainte : la contrainte comme étant une force appliquée à une certaine unité de volume. ● Faille : une déformation cassante discontinue avec déplacement relatif des deux compartiments formés de couches rocheuses. ● Faille inverse : c’est une faille de compression. Le bloc au-dessus de la faille (le toit) bouge vers le haut par rapport au bloc en dessous (le mur). ● Faille normale : c’est une faille de distension, le bloc au-dessus de la faille (le toit) bouge vers le bas par rapport au bloc en dessous (le mur). ● Pli-faille : structure d'origine tectonique liée à l'accumulation de sédiments océaniques au niveau d'une fosse de subduction. ● Pli : est une déformation ductile des couches géologiques. Elle peut être convexe (il s’agit d’un anticlinal) ou concave (il s’agit d’un synclinal) ● Anticlinal : un pli convexe dont le centre est occupé par les couches géologiques les plus anciennes ● Synclinal : un pli concave dont le centre est occupé par les couches géologiques les plus récentes. ● Chevauchement : ensemble de terrains déplacés par des forces tectoniques et venu recouvrir un autre ensemble éloigné du précédent ● Nappe de charriage : sont des unités tectoniques qui sont amenées à se chevaucher et à être charriées sur de grandes distances durant le processus de la collision continentale. ● Racine crustale : est l'épaississement en profondeur de la croûte continentale suite aux forces de compression liés à la convergence des plaques ● Métamorphisme : changement à l’état solide de la structure et de la minéralogie des roches préexistantes sous l’effet de la pression et de la température ● Schistosité : structure d’une roche métamorphique caractérisée par les minéraux allongés et orientés en plan parallèles. ● Foliation : structure d’une roche métamorphique, caractérisée par l’alternance des lits sombres et des lits clairs ● Minéral index : est un minéral stable dans des conditions de pression et de température bien précises et constitue alors la mémoire des conditions de pression et de température atteintes lors de la formation de la roche qui contient ce minéral. ● Une séquence métamorphique est un ensemble de roches métamorphiques de différents degrés, issues de la même roche initiale. Exemple : -Séquence métamorphique des zones de collision : -Argile →schiste →micaschiste →gneiss -Séquence métamorphique des zones de subduction : -Gabbro ou basalte→ schiste vert→ schiste bleu →éclogite ● Un faciès métamorphisme est défini par une association de minéraux (une paragenèse) qui permet de définir les conditions de P et de T qui régnaient lors de la formation de la roche métamorphique. ● Une série métamorphique correspond à la succession de différentes roches (faciès) métamorphiques le long d'un gradient pression – température. L’étude de la succession des faciès métamorphiques permet la reconstitution du trajet Pression-Température-temps (P-T-t) ou trajet thermodynamique d’une roche métamorphique en profondeur. ● Anatexie : processus de fusion partielle des roches continentales fortement métamorphisées ● Granite d’anatexie : roche plutonique qui résulte du refroidissement sur place d’un magma d’anatexie ● Granite intrusif : roche plutonique qui résulte du refroidissement d’un magma d’anatexie dans un encaissant moins profond Soutien des apprentissages 2 bac PC et SVT SVT-ZAHIRI
