TP Subduction 1

TP-TD 1 Subd: Le magmatisme en zone de subduction

I – Etudes de roches magmatiques en zone de subduction

Dans les zones de subduction, on mesure une anomalie positive du flux de chaleur liée à une production de magma qui remonte, se refroidit et cristallise, en atteignant ou non la surface. Cette anomalie correspond à une importante activité magmatique produisant des roches différentes à l’origine de l’accrétion continentale.

Les différences constatées entre les roches magmatiques récoltées dans une même zone de subduction, peuvent s’expliquer par une origine magmatique différente et/ou par des conditions de refroidissement différentes.

On cherche à déterminer quelles(s) hypothèse(s) permet(tent) d’expliquer les différences entre les roches A et B.

Document : minéralogie et structure de 4 roches magmatiques récoltées dans une zone de subduction

"Composition
Minéralogique
Structure
"
"Quartz
Feldspaths (orthose avec ou sans plagioclases)
Biotite"
Feldspaths (Plagioclases) Pyroxène et/ou Amphiboles 
"Microlithique
A l’œil nu : existence de gros cristaux visibles (phéno-cristaux) dans une pâte non cristallisée
Au microscope : grands cristaux et petits cristaux (microlithes) visibles dans une pâte non cristallisée apparaissant noire en lumière polarisée analysée."
RHYOLITEANDESITE"Roche volcanique
formée en surface
(refroidissement rapide)"
"Grenue
Cristaux visibles à l’œil nu.
L’ensemble de la roche est entièrement cristallisé"
GRANITEDIORITE"Roche plutonique
formée en profondeur
(refroidissement lent)"
Magma riche en silice (entre 65 et 75%)Magma moyennement riche en silice (entre 50 et 60 %)"Conditions
de formation
Chimie du
magma"

Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème (durée maximale : 10 minutes)

Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole pour obtenir des résultats exploitables

Protocole :

  • Observer à l’œil nu ou à la loupe à main la roche pour repérer d’éventuels minéraux
  • Observer au microscope polarisant la lame mince correspondant à la roche pour  identifier:
    • sa structure 
    • deux minéraux largement représentés en utilisant la planche d’identification des minéraux.

(Attention : il est rare d’observer des coupes de minéraux aussi  parfaites que celles de la planche ; utiliser toutes les informations pour la recherche).


=> Pour vous entraîner : Microscopes polarisants virtuels :

Académie de Caen : Complet pour la TS, mais nécessite quicktime cliquez ici

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Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer

Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

II – Les conditions de la fusion partielle

En exploitant les documents 1 et 2, déterminer les conditions de fusion partielle du manteau en zone de subduction

: Localisation du volcanisme par rapport au plan de Benioff dans différentes zones de subduction

Le long des zones de subduction, la plupart des volcans actifs sont situés à l’aplomb du plan de Benioff défini par l’alignement des foyers sismiques en profondeur : la lithosphère océanique rigide est ainsi mise en évidencelocalisationvolcanisme

Document 2 : Conditions expérimentales de fusion des péridotites

Il est possible, en laboratoire, de soumettre la péridotite à des conditions de pression et de température comparables à celles qui règnent dans le manteau terrestre à la verticale de l’arc magmatique, en l’absence ou en présence d’eau.

Courbe du solidus : la limite pression – température entre le domaine au niveau duquel la roche est complètement solide et le domaine au niveau duquel elle est partiellement liquide (ou partiellement solide).

Courbe du liquidus : limite pression – température entre le domaine au niveau duquel la roche est partiellement liquide (ou partiellement solide) et le domaine au niveau duquel elle est complètement liquide.

fusionhydratee