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ZONES DE SUBDUCTION ET PRODUCTION DE CROÛTE CONTINENTALE.

La subduction se manifeste par une intense activité volcanique et sismique et s'accompagne de formations de reliefs.
by

Jacques florimont

on 15 February 2015

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Transcript of ZONES DE SUBDUCTION ET PRODUCTION DE CROÛTE CONTINENTALE.

Zones de Subduction
et
Production de
Croûte Continentale

I- Les zones de subduction, des zones marquées par un volcanisme explosif.
II- Les roches magmatiques des zones de subduction.
III- La genèse des magmas en
zone de subduction.
IV- L'accrétion continentale ou la production de nouveaux matériaux continentaux.
Mérapi novembre 2010
Les roches qui s'engagent dans la subduxtion sont hydratées du fait des transformations hydrothermales qui les ont affectées près des dorsales.
Quantités d'eau présentes dans les roches de la plaque lithosphérique en subduction:
Gabbro : 0% d’eau
Métagabbros à chlorite (f. schiste vert) : 2 à 3 %
Métagabbros à glaucophane (f. schiste bleu) : 0,5 à 0,8%
Eclogites à grenat et jadéite : 0,1%
Entre 40 et 60 km de profondeur, les roches de la croûte océanique se transforment d'abord en schistes bleus puis en éclogites. Ces réactions s'accompagnent d'une libération d'eau qui peut s'infiltrer dans le manteau de la plaque chevauchante.
Sous chaque volcan , il existe une chambre magmatique où est stocké le mélange cristaux-liquide-gaz correspondant au magma.
Le
POPOCATEPETL
Les foyers des séismes mettent en évidence la chambre magmatique.
Dans d'autres cas, le jet ne remonte que jusqu'à un ou deux kilomètres dans l'atmosphère, puis retombe en avalanches sur les pentes du volcan, sous la forme de coulées dévastatrices dites pyroclastiques ou
nuées ardentes:
Un nuage de cendres, de gaz, de blocs et de pierre ponce à 800° C dévalant les pentes du volcan Pinatubo à 150km/h en Juin 1991...
Volcan Chaïten au Chili:
Des coulées de boues = lahars
ont accompagnées l'éruption.
Les zones de subduction sont caractérisées par une intense activité sismique et volcanique; pour cette raison elles sont qualifiées de
marges actives.
C'est le cas du pourtour de l'océan pacifique ( ceinture de feu du pacifique, de la région des Antilles , du Japon...
Les
édifices volcaniques
sont alignés parallèlement à la marge; les éruptions se caractérisent souvent par leur violence qui peut provoquer dans les zones habitées, des dégâts considérables.
Dans certains cas, le jet éruptif monte jusqu'à quelques dizaines de kilomètres de hauteur dans la haute atmosphère et s'étale pour former un parapluie dit Plinien, d'où sédimentent les ponces et les cendres en pluie.
C'est un
panache Plinéen.
Volcan Chaïten (Chili)
Les éruptions violentes comme celle du mont Saint Helens en 1980 (5) ou de la Soufrière de Monserrat en 1997 s'accompagnent d'émissions de gaz, de cendres et de laves visqueuses.
Les volcanologues ont créé un
indice d’explosivité volcanique
, un IEV (en anglais Volcanic Explosivity Index ou VEI). Plus l’éruption est grande, plus son indice IEV est grand sur une échelle allant de 0 à 8 . L’éruption la plus grande des temps historiques est celle du volcan Tambora en Indonésie. Cette éruption paroxysmale se produisit en 1815 et fit 92 000 morts: 15 000 personnes furent tuées immédiatement lors de l’éruption, le reste des pertes humaines ayant été provoqué par la famine suite à l’éruption.
Les plus grandes éruptions volcaniques.
C'est la viscosité des laves et leur
richesse en gaz
(dont une grande partie de vapeur d'eau) qui explique le caractère explosif de ces éruptions.
Nous verrons que les magmas produits dans les zones de subduction sont
riches en Silice
, or une lave est d'autant plus
visqueuse
qu'elle est riche en silice.
Cette lave très visqueuse peut former un "bouchon" dans la cheminée du volcan. Les gaz s'accumulent alors et lorsque la pression devient trop importante, le volcan explose.
Les roches
volcaniques
, principalement des andésites et des rhyolites, présentent une structure
microlitique
qui révèle un refroidissement rapide du magma et qui est caractéristique des roches volcaniques.
Les roches
plutoniques,
essentiellement des granitoïdes, présentent une structure
grenue
qui révèle un refroidissement lent du magma en profondeur.
Toutes ces roches, de composition chimique apparentée, contiennent des
minéraux

hydroxylés
(riches en groupements OH, alors que les péridotites du manteau n'en contiennent pas.
L’andésite
est une roche volcanique de composition intermédiaire caractéristique de la série calco-alcaline qui tire son nom de la chaîne andine où elle est extrêmement abondante. Elle est caractérisée par une teneur en SiO2 comprise entre 57 et 63 % pds et une teneur en alcalins comprise entre 0 et 6-7 % pds environ. C’est une roche de couleur généralement grise (mésocrate).
D'un point de vue chimique, les andésites , tout comme les granitoïdes sont plus riches en silice que les basaltes et elles montrent surtout la présence d'hydrogène qui, combiné à l'oxygène, rend compte de la présence de minéraux hydroxylés.
Cette propriété est à mettre en parallèle avec la présence d'eau dans les gaz volcaniques émis et suggère la présence d'eau dans les magmas à l'origine de leur formation.
Carte
géologique
du Pérou
Machu Picchu; une ville construite avec des blocs de
granitoïdes.
L'étude des séismes au niveau des zones de subduction montre que la plaque subduite se trouve à environ 100 km sous l'arc volcanique.
Coupe au niveau des Andes
Profondeur de la plaque subduite pour différentes zones de subduction.
Pourtant à cette profondeur de 100 km, la température de la plaque subduite et du manteau situé au dessus de cette plaque est insuffisante pour provoquer la fusion de péridotites anhydres.
Péridotite
anhydre
géotherme sous l'arc volcanique
La fusion partielle du manteau à l'origine des magmas est due à l'hydratation de la plaque chevauchante.
péridotites hydratées
Domaine PT
fusion partielle
Seuls certains minéraux (pyroxènes) fondent et sont à l'origine d'un liquide plus riche en silice que la péridotite initiale: magma basaltique ou andésitique.
Composition chimique de roches magmatiques
(en % de masse)
Au cours de sa remontée, le magma andésitique fait fondre une partie de la croûte et s'enrichit en silice.
Les magmas produits dans la zone de subduction subissent donc une évolution complexe qui donne naissance à des magmas de composition variées.
les roches magmatiques produites, forment en surface des édifices volcaniques (andésites et rhyolites) et , en profondeur des plutons de granitoïdes (diorite et granite).
Malgré leur mise en place en profondeur, les granitoïdes peuvent être observés à l'affleurement dans les Andes suite à l'érosion qui affecte cette chaîne récente.
Dans les zones de subduction , comme dans les Andes, le plutonisme granodioritique et le volcanisme andésitique sont à l'origine d'un apport d'une quantité considérable de matériaux d'origine mantellique dans la croûte continentale: c'est l'accrétion continentale.
L'arc volcanique des petites antilles
Composition chimiques
des roches magmatiques
Quantité en %
Le Japon, une zone de subduction
C'est vers 100 km de profondeur que prennent naissance les magmas à l'origine des volcans des zones de subduction.
l'arc volcanique correspond à la naissance d'une croûte continentale.
FIN
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