Fiche révision : la tectonique des plaques

Fiche révision : la tectonique des plaques

La Terre est découpée en 12 plaques lithosphériques dont les limites sont en mouvement.

De plus la Terre produit de l’énergie en permanence au niveau du noyau qui se déplace par convection ou conduction du centre vers sa surface.

Première partie : limite de plaques divergentes (               ) : une dorsale[pic 1][pic 2]

• Par différence de température entre le manteau inferieur et supérieur, présence courant de convection dans l’asthénosphère. A l’aplomb d‘une dorsale, présence d’un courant de convection ascendant chaud
• augmentation de la température déformant les lignes isothermique vers la dorsale
• l'isotherme 1300°C, limite entre manteau supérieur et asthénosphère se rapproche de la surface, remontée de l’asthénosphère.
• amincissement du manteau supérieur et de la croûte
• les péridotites du manteau supérieur remontent vers la surface d'où une décompression
• les nouvelles conditions de température et de pression au niveau du géotherme de la dorsale (A du document du cours), il coupe la ligne du solidus des péridotites de l’asthénosphère.
• fusion partielle des péridotites à l'origine du magma
• le magma par différence de pression monte à la verticale en fissurant la croûte océanique et s'accumulent dans une chambre sous magmatique en écartant les roches de cette croûte comme un double tapis roulant
• refroidissement du magma dans la chambre :

- refroidissement lent avec apparition de phénocristaux (pyroxènes, olivines et feldspaths) par différence de densité tombent au fond de la chambre à l'origine de gabbro

- refroidissement lent dans la chambre avec apparition de phénocristaux d'olivines et pyroxènes, puis ultra rapide au contact de l'eau à l'origine de quelques microcristaux d'olivines, pyroxènes, et microlites de feldspaths noyé dans du verre : basalte

Dorsale : formation permanente de la croûte océanique permettant une ouverture océanique donc un éloignement des continents.

- dépôts de roches sédimentaires dont l'épaisseur augmente, plus on s'éloigne de la dorsale et l'âge avec la profondeur (sédiment = symétrique)

Deuxième partie: Évolution de la lithosphère océanique au fur et à mesure de son éloignement de la dorsale :

Plusieurs phénomènes se déroulent simultanément :

• Evolution pétrographique (évolution roche) :

• La divergence est un phénomène d'extension qui fracture la lithosphère océanique par des failles normales
• L'eau de mer (liquide) s’infiltre au niveau des failles et en s'enfoncent, sa température et sa pression augmente provoquant le changement d'état de l'eau en vapeur d'eau
• Hydratation des roches magmatiques (gabbro & basalte) avec augmentation de la température et ainsi les minéraux instables de plagioclase et de pyroxène interagissent entre eux créant un nouveau minéral : l’amphibole hornblende 
• Transformation des roches magmatiques en roches métamorphiques : métabasalte & métagabbro à amphibole hornblende
• Ces roches vont être à nouveau hydratées avec de l'eau de mer infiltré en s’éloignant de la dorsale créant les métabasaltes et métagabbros à actinote et chlorite (schistes verts)

•  Au fur et à mesure de l'éloignement de la dorsale, constitué d'un magma à très haute température enfermée dans une chambre sous magmatique, la température à une même profondeur, elle diminue

• Isotherme 1300°C s'enfonce
• L'épaisseur du manteau supérieur augmente
• L'épaisseur de la lithosphère océanique augmente
• La densité de la lithosphère océanique augmente
• La lithosphère océanique solide cassante s'enfonce de plus en plus dans l’asthénosphère solide ductile sans couler

Les phénomènes associés à cet éloignement sont :

• Hydratation : l’hydratation est due à l’infiltration de l’eau de mer dans les failles normales.
• Métamorphisme : augmentation de la température due a la présence l’eau de mer devenue gazeuse.
• Diminution de la température : la diminution de température est de à l’éloignement de la roche par rapport à la chambre sous-magmatique, due à la force de divergence.
• Augmentation de l'épaisseur de la lithosphère océanique : lié à l’enfoncement de l’isotherme 1300°C.
• Enfoncement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère : augmentation de la densité par l’hydratation de la lithosphère océanique.

Troisièmes partie: limite de deux plaques convergentes      (               )   [pic 3][pic 4]

Premier cas : une zone de subduction : mouvement convergent entre une plaque continentale et une plaque océanique :

• Confrontation d’une lithosphère océanique et d’une lithosphère continentale avec une densité plus élevée au niveau de la lithosphère océanique
• Plongement de la lithosphère océanique dite subduite sous la lithosphère continentale dite chevauchante
• Au fur et à mesure de l’enfouissement de la LO, la pression augmente rapidement et la t° plus lentement. Les schistes verts contenant du pyroxène, plagioclase, actinote et chlorite deviennent instables, les minéraux interagissent entre eux d’où la création par métamorphisme de minéraux plus stables, tout d’abord le glaucophane dans des métabasalte ou métagabbro à glaucophane ou schistes bleus, puis l’apparition à côté de la glaucophane de la jadéite dans un métabasalte ou metagabbro à glaucophane à jadéite ou schiste bleus, et enfin à plus grande profondeur un niveau minéral apparait, le grenat dans une éclogite contenant à la fois du glaucophane, de la jadéite et du grenat.  
• La transformation des schistes verts en schistes bleus puis éclogites, associée à une perte d’eau donc la CO subit une déshydratation
• L’eau sous forme de vapeur d’eau remonte à la verticale hydratant les péridotites du manteau supérieur de la plaque chevauchante continentale
• La LO subduite est globalement plus froide que les roches encaissantes donc le géotherme « froid » coupe malgré tout la ligne du solidus des péridotites hydratées (une péridotite hydratée fond à plus basse température qu’une péridotite anhydre à même profondeur)
• Cette fusion partielle créée un magma mantellique pauvre en silice (péridotite = pyroxène + olivine)
• Ce magma se déplace vers la verticale et provoque la fusion des roches qu’il traverse au cours de son ascension. Quand il traverse la croute continentale composée essentiellement de granite (quartz + mica + feldspaths) il crée un magma crustal riche en silice. Le magma mantellique se mélange au magma crustal donnant un magma mixte assez riche en silice
• Le magma refroidit à 2 endroits :

                                    .  A profondeur dans un pluton avec une vitesse lente d’où la formation                       de phénocristaux dans une roche grenue. Si la contamination crustale est importante, cette roche est un granite avec Q + M + F. Si la contamination crustale est un peu plus faible, on obtient une diorite avec amphibole + M + Q + F

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