LE MAGMATISME EN ZONE DE SUBDUCTION : UNE PRODUCTION DE NOUVEAUX MATERIAUX CONTINENTAUX.

Chapitre 8 : Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux[pic 1][pic 2][pic 3]

Prérequis :

Les zones de subduction sont des frontières convergentes où la lithosphère océanique plonge dans l’asthénosphère. Ces zones sont caractérisées par une activité magmatique importante qui aboutit à une production de croûte continentale.

        ⇒ Quelles sont les caractéristiques du volcanisme dans les zones de subduction ?

1. Les volcanismes de zones de subduction :

1. Un volcanisme explosif :

Les zones de subduction sont qualifiées de marges océaniques actives car l’activité sismique et volcanique y est intense. Les éruptions sont explosives et violentes. Elles produisent des nuées ardentes, mélange composé de gaz brulant, de cendres et de blocs de toutes tailles. Ce type d’éruption s’explique par la viscosité élevée des laves, liée à leur température relativement faible et à leur forte teneur en silice.

1. les roches magmatiques des zones de subduction :

Dans les zones de subduction, coexistent des roches volcaniques et des roches plutoniques.

• Les roches volcaniques (andésite et rhyolite) hémi-cristallines, présentes une structure microlitique qui révèle un refroidissement rapide du magma en surface à la suite d’une éruption.
• Les roches plutoniques (granite et diorite) présentent une structure grenue qui révèle un refroidissement lent en profondeur à l’intérieur d’un pluton.

Roche volcanique et roche plutonique des zones de subduction ont une composition chimique apparentée indiquant qu’elles se forment à partir de la cristallisation d’un même type de magma. Elles contiennent des minéraux hydroxyles principalement des micas (biotite) et des amphiboles alors que les péridotites du manteau n’en contiennent pas.

⇒ Comment expliquer la formation de magma dans les zones de subduction ?

1. La genèse des magmas dans les zones de subduction :

Cf. doc « Subduction et formation de magmas mantelliques »

1. L’origine des magmas :

Dans les zones de subduction, le sommet de la lithosphère subduite se trouve entre 90 et 140 km de profondeur à la verticale de l’arc volcanique présent sur la plaque chevauchante. Cependant, aux profondeurs où se trouve le manteau situé au-dessus de cette lithosphère subduite, la température est insuffisante (isotherme 600°C) pour faire fondre les péridotites, du moins si celles-ci sont anhydres (solidus infranchissable). Des études expérimentales ont montré que l’hydratation des péridotites abaisse leur point de fusion. Ainsi la fusion partielle des péridotites du manteau à l’origine des magmas est dû à l’hydratation de la plaque lithosphérique chevauchante.

1. L’origine de l’eau nécessaire à la fusion des péridotites :

La CO qui subit la subduction est une croûte très hydratée du fait des transformations hydrothermales qui l’ont affectée près des dorsales. Lors de la subduction, les roches de la CO hydratée (schistes verts) subissent des variations de pression et de température et se transforment par métamorphisme. Entre 40 et 60 km de profondeur, les schistes verts se transforment d’abord en schistes bleus puis en éclogites. Ces réactions s’accompagnent d’une libération d’eau qui s’infiltre dans le manteau de la plaque chevauchante. Les minéraux nouveaux qui se forment sont donc de plus en plus pauvres en eau. L’hydratation de ce manteau diminue sa température de fusion mais les conditions de pression et de température sont encore insuffisantes pour permettre la fusion partielle des péridotites. Les péridotites hydratées sont alors entrainées en profondeur sur plusieurs dizaines de km avant d’entamer leur fusion partielle entre 100 et 150 km à la verticale de l’arc volcanique.

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