Étude d’une marge active (1 séance)

1. 1 Étude d’une marge active (1 séance) -        En première année, cette étude s’appuie sur des documents cartographiques et permet d’intégrer les acquis de la géophysique. L’analyse pétrographique est réalisée à l’aide d’échantillons et de photographies de lames minces (reconnaissance des structures). Petit mémento de tout ce qui peut tomber comme type de docs sur la subduction Daniel Breton A-Une signature morphologique 1-profil transversal avec : arc magmatique, fosse, flexure élastique de la lithosphère subductée. 2-Une disposition cartographique en arc : intersection entre un plan (plaque plongeante) et une sphère (Terre) => les pointes du croissant donnent donc le sens du plongement. 3-Subduction intraocéanique ou de marge active 4-différents types de zones de subduction : avec ou sans bassin d’arrière arc (cad avec ou sans distension de la plaque chevauchante), avec ou sans prisme d’accrétion. 5-disparition de structures océaniques dans la fosse (volcans, systèmes de failles, dorsales, anomalies magnétiques). B-Une signature gravimétrique -anomalie positive due au bombement élastique (effet du relief topographique) -anomalie négative due à la fosse (effet du relief topographique) -anomalie positive due à la présence d’un panneau subducté froid et dense. C-Une signature thermique -anomalie négative à l’aplomb d’une fosse correspondant à l’enfoncement des isothermes qui accompagne le plongement de la plaque -anomalie positive à l’aplomb de l’arc du au magmatisme mis en place dans la plaque chevauchante. -anomalie positive facultative en arrière de l’arc si une convection ascendante d’arrière arc permet la mise en place d’un bassin d’arrière arc. D-Une signature sismique 1-emplacement des épicentres -limités à une bande assez étroite => limite de plaque -existence de séismes profonds preuve de la subduction, -séismes de plus en plus profonds => sens de la subduction -plan de Bénioff ==> pendage du panneau subsident. 2-tomographie sismique -anomalie positive (bleue) due au panneau froid (paramètre élastique fort) -détermination des caractères du panneau subduit (pendage, longueur, épaisseur, continuité ou non, comportement à 670km) NB: anomalie négative (rouge) dans le basin d’arrière arc correspondant à la convection ascendante d’arrière arc. 3-mécanismes au foyer -séismes peu profonds : *côté plaque subductée : extension à l’extrados de la lithosphère subductée *côté plaque chevauchante : compression dans la zone d’affrontement des deux plaques si couplage fort. -séismes de moyenne profondeur : compression ou distension selon les valeurs relatives des densités du slab et du manteau environnant (si slab lourd, il est tiré par son poids, les séismes sont extensifs). -séismes de grande profondeur : compressifs si pénétration à 670km difficile. V-Signature magmatique 1-volcanisme variable mais à dominance calcoalcaline : andésites en surface et granodiorite en profondeur. 2-volcanisme explosif du à l’antagonisme d’une lave à viscosité forte en raison de sa richesse en silice (acidité) et riche en gaz (H20). VI-Signature métamorphique Métamorphisme HP BT, faciès schistes bleu, éclogites voir cours de 2eme année. Aurélie DENIS

2. 2 prisme, Benioff (au droit des marges actives les foyers des seismes sont de ++ profonds quand on s’éloine de la plaque océanique. Les bilans cinématiques montrent qu’il s’agit d’une convergence de plaque. Seismes extensifs pour les séismes intermédiaires (plaques tirée par son poids, compression pour les seismes profonds car vers 700km milieu plus dense qui résiste à la poursuite de l’enfouissement. Aurélie DENIS

3. 3 Aurélie DENIS

4. 4 Analyse cartographie et pétrologique des zones de subduction Les analyses géophysiques ont été effectuées auparavant Vous disposez des cartes UNESCO des océans Atlantique, Pacifique et Indien et de leur légende sur une feuille couleur à part. Vous disposez aussi de la carte géologique du monde afin de vous permettre de mieux repérer et localiser les structures. I-Océan Atlantique -Repérer les zones de subduction Atlantique.. (Repérer aussi la faille de Véma qui n’a rien à voir) -repérer le prisme d’accrétion de la Barbade. -Selon vous, l’anomalie de Bouguer est-elle positive ou négative au niveau de ce prisme ? -Expliquer le profil d’anomalie magnétiques au niveau des Antilles et la troncature des failles transformantes. -Le volcanisme est de type andésitique ou calcoalcalin, repérer dans vos macroéchantillons les deux roches spécifiques de ce type de volcanisme. -Le volcanisme associé aux zones de subduction a un dynamisme d’éruption de type explosif qui résulte d’un conflit entre la richesse des magmas en eau (2-6%) qui tend à s’échapper et la richesse en SiO2 qui rend les laves visqueuses et les oppose au dégazage. -Décrire ces roches. Aurélie DENIS

5. Andésite : roche volcanique en général gris claire (leucocrate) microlitique fluidale à verre peu abondant. Souvent vacuolaire. Phénocristaux rares (plagioclases, biotite, pyroxène). Coulées ou aiguilles (volcanisme explosif), volcanisme andésitique caractéristique des zones de subduction On la distingue d’un basalte par sa faible quantité de ferromagnésiens, peut contenir des amphiboles. Globalement même composition que les granodiorite. 5 Fd alcalins Granodiorite Aurélie DENIS

6. 6 II-Océan Pacifique Attention pour bien voir la marge Chilienne il vous faut observer aussi la carte Atlantique. -Repérer et nommer les zones de subduction qui entourent le Pacifique en partant du cap Horn (Ushuaia), vous aider de la carte géol mondiale. -Quels éléments cartographiés à cette échelle caractérisent ces zones? -Comparer la subduction au niveau de la fosse des Mariannes et au niveau de la côte chilienne et proposez une explication -que pensez-vous de l’alignement des îles volcaniques présent sur la plaque Nazca au niveau de la fosse. -Expliquer la troncature des failles au niveau de la plaques des Coco (document 94c p3). . Repérer sur la carte les îles Galápagos et l’alignement Empereur Hawaï qui n’ont rien à voir. Chili, Guatémala, Canada, Aléoutienne, Kouril, Japon, Mariannes, salomon, nouvelles Hbrides, Kermadec III-Océan indien -Repérer la fosse de Java au sud de l’Indonésie. -Repérer l’Île de la Réunion, l’île Maurice, le plateau des Mascareignes en continuité avec les trapp du Déccan qui n’ont rien à voir. -Repérer les 3 étapes du rifting à l’Est de l’Afrique (rift Est africain, dorsale de la mer Rouge, dorsale de Carlsberg dans l’océan indien). Aurélie DENIS