Le métamorphisme dans les zones de subduction (TS)

On sait que la lithosphère océanique se met en place au niveau des zones de dorsales. Cette mise en place s'accompagne de phénomènes annexes comme la présence de sources hydrothermales à hautes températures (plus de 300 °C).

cheminee.pngA partir du chéma ci-dessus précisez le trajet de l'eau de mer. Quel phénomène que vous avez déjà rencontré, est mis en évidence au niveau de cette structure.

Allez jeter un coup d'œil sur l'article dans le menu qui présente l'écosystème des cheminées hydrothermales si vous ne le connaisses pas. Quel est la particularité de cet écosystème ? Faites en un schéma fonctionnel rapide.

Analysez le document suivant :

metamorphisme.pngQue pouvez-vous tirer de ce document ?

A partir de maintenant nous allons nous intéresser essentiellement au devenir du gabbro durant son trajet entre la dorsale et la zone de subduction. On appelle métagabbro, un gabbro subissant un métamorphisme au cours de ce trajet.

Observez un échantillon de metagabbro de faciès schiste vert. Repérez les minéraux d'origine (plagioclase blanc et pyroxène noir) et le minéral caractéristique (chlorite verte).

schiste-vert1.jpgDans la série des métagabbros, on peut observer au microscope (LPA ou LPNA) des auréoles de métamorphisme. Dans le cas suivant, il s'agit d'une auréole de hornblende (amphibole) autour dun pyroxène.

aureole-hornblende.pngSur la fiche de TP, dessinez ce que vous observez. Légendez et titrez le dessin en indiquant si l'observation a été effectuée en LPA ou LPNA. Comment expliquez vous l'apparition de cette auréole de métamorphisme ?

Voici deux réactions chimiques simplifiées mettant en évidence les minéraux caractéristiques des métagabbro succédant au faciès schiste vert :

Faciès schiste bleu

equ-glaucophane.png

Faciès éclogite

equ-eclogite.pngDans ce cas les amphiboles sont plus ou moins présentes

A partir du diagramme de stabilité des minéraux, on a pu établir un diagramme P/T des associations de minéraux :

diagramme-pt.jpg

A partir de l'ensemble de ces documents, indiquez dans quels domaines PT, on trouvera les schistes bleus et les éclogites puis expliquez de quelle façon on passe d'un schiste vert à une éclogite.

— On rappelle le schéma d'une subduction

rev-subduction.png— Vous pouvez aussi utiliser le logiciel Subduction pour vous aider (icône du petit microscope sur le bureau)

Le métamorphisme de subduction est-il un métamorphisme HT/HP (haute température/haute pression), HT/BP (haute température/basse pression), BT/HT ou BP/BT ? Argumentez votre réponse.

Observez un échantillon de schiste bleu. Repérez le glaucophane, minéral caractéristique de couleur bleue.

schiste-bleu1.jpgObservez une lame mince de schiste à glaucophane et repérez une auréole de glaucophane autour d'un pyroxène. C'est en LPNA que le glaucophane a sa teinte bleue caractéristique. En LPA, il apparait gris-vert. Appelez pour me montrer votre observation.

aureol-glauco.pngL'éclogite est une roche est une roche caractérisée par la présence de deux minéraux caractéristiques : la jadéite et le grenat.

Observez un échantillon d'éclogite et repérez le grenat (rouge) et la jadéite (bleu-vert). Dans nos échantillons, les grenats sont de petite taille et assez altérés.

100-5860.jpgLe grenat est un minéral considéré comme semi-précieux. Il est souvent taillé et utilisé en joaillerie.

grenat.jpgLa jadéite est un minéral bleu-vert. Elle est sculptés sous le nom de jade particulièrement en Chine. 

lion-jade-chine.pngEn LPA, le grenat est particulièrement reconnaissable car il apparait comme un minéral noir aux cotés bien dessinés. On peut y voir de nombreuses inclusions. La jadéite apparait de couleur jaune. eclogite-la.jpg

Sur une lame d'éclogite en LPA, repérez surtout le grenat. Estimez la densité d'une éclogite et comparez avec celle d'un gabbro. Quelle hypothèse pouvez vous proposer ?

A partir de l'ensemble des informations, proposez un tableau complet des différents phénomènes de métamorphisme et de leur situation, intervenant depuis la dorsale jusqu'à la subduction.

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