TP-TD 2 : La formation de magma en zone de subduction

Dans une zone de subduction, les péridotites du manteau situé au-dessus de la plaque océanique plongeante, si elles sont hydratées, elles peuvent fondre partiellement vers 100km de profondeur et donner naissance à un magma. On parle ici de fusion partielle (et non d’anatexie !).

I- Des transformations minéralogiques des roches de la Lithosphère océanique créée

Comment évolue les roches de la lithosphère océanique s’éloignant de la dorsale ?

Vous disposez d’un échantillon de métagabbro à hornblende.

  1. Observez l’échantillon à l’œil nu : déterminer sa texture et retrouver sa composition minéralogique (en précisant la disposition des minéraux les uns par rapport aux autres) à l’aide du document 1.
  2. Placez sur le document 2 : G1, G2 et G3
  3. Indiquez par des flèches le trajet pression-température suivi par un gabbro au cours de l’expansion océanique.
  4. Bilan  : A l’aide de vos observations et des documents donnez les caractéristiques d’un gabbro de la lithosphère océanique qui entre en subduction et montrer que ces caractéristiques témoignent d’une hydratation dont vous préciserez les mécanismes.

Document 1 : 

a) Schéma de lames minces de gabbro

dorsale————————————————————————————————> Marge active

Gabbro venant de cristalliser                           (G1) Métagabbro                              (G2)Métagabbro (G3)

Faciès des amphibolites                   Faciès des schistes verts

metagabbros

b) Données minéralogiques

 Information : La présence de radicaux hydroxylés (-OH) dans un minéral indique qu’il est hydraté.

Mois/AnnéeMoisLieuOBLI ou SPEPartie du programmeType d’exercice
2012ZeroSPEClimatsII- Exercice 2
2012ZeroSPEDiabèteII- Exercice 2
2012ZeroOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 2
2012ZeroOBLIDomaine continental et dynamique : subductionII- Exercice 1 QCM
2012ZeroOBLIDomaine continental et dynamique : toutI- QCM
2012ZeroOBLIDomaine continental et dynamique : toutI- QCM
2012ZeroOBLIDomestication plantesII- Exercice 1 QCM
2012novBlois BBOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 1
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2
2012novBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- QCM
2012novBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1 QCM
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- QCM
2012ZeroOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 2
2012ZeroOBLIImmunologieII- Exercice 1
2012ZeroOBLIImmunologieI- Synthèse
2013JuinEmiratsSPEClimatsII- Exercice 2
2013SeptMétropoleSPEClimatsII- Exercice 2
2013JuinAmérique du NordOBLICommunication nerveuseII- Exercice 1
2013novAmérique du SudOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2013SeptMétropoleOBLICommunication nerveuseI- Synthèse
2013JuinMétropoleOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2013novNouvelle CalédonieOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2013JuinAmérique du NordSPEDiabèteII- Exercice 2
2013novNouvelle CalédonieSPEDiabèteII- Exercice 2
2013JuinPolynésieOBLIDiabèteII- Exercice 2
2013avrilPondicherySPEDiabèteII- Exercice 2
2013JuinAsieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesI- QCM
2013JuinLibanOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 1 QCM
2013JuinPolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesI- QCM
2013JuinPolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesI- Synthèse
2013avrilPondicheryOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 1
2013novBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 2
2013novAmérique du SudOBLIDomaine continental et dynamique : formationI- Synthèse
2013novBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : formationI- Synthèse
2013JuinAsieOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2013JuinEmiratsOBLIDomaine continental et dynamique : subductionII- Exercice 2
2013JuinMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2013novNouvelle CalédonieOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2013JuinAmérique du NordOBLIDomaine continental et dynamique : toutI- QCM
2013novBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : toutI- QCM
2013JanBlois BBSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2013JuinLibanSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2013JuinMétropoleSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2013JuinAsieOBLIGénétique et évolutionII- Exercice 2
2013JuinLibanOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2
2013novNouvelle CalédonieOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 1
2013JuinPolynésieOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2
2013avrilPondicheryOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2 QCM
2013JuinEmiratsOBLIGénétique et évolution : évolution HommeII- Exercice 1
2013JanBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1 QCM
2013SeptMétropoleOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1 QCM
2013JuinMétropoleOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1 QCM
2013JuinPolynésieOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1
2013JuinEmiratsOBLIGénétique et évolution : plantesI- Synthèse
2013JuinEmiratsOBLIGénétique et évolution : plantesI- QCM
2013JuinLibanOBLIGénétique et évolution : plantesI- Synthèse
2013avrilPondicheryOBLIGénétique et évolution : plantesI- Synthèse
2013JuinAmérique du NordOBLIGénétique et évolution : Vie fixée des plantesII- Exercice 2
2013JuinAmérique du NordOBLIGéothermieI- Synthèse
2013novBlois BBOBLIGéothermieII- Exercice 1
2013JanBlois BBOBLIGéothermieI- Synthèse
2013SeptMétropoleOBLIGéothermieII- Exercice 2
2013JuinAsieSPEGlycémie et diabèteII- Exercice 1
2013JuinAsieOBLIImmunologieII- Exercice 1
2013novAmérique du SudOBLIPlante domestiquéeII- Exercice 1
2014novAmérique du NordSPEClimats passésII- Exercice 2
2014AvrilBlois BBSPEClimats passésII- Exercice 2
2014AVrilPondicherySPEClimats passésII- Exercice 2
2014AvrilBlois BBOBLICommunication nerveuseI- QCM
2014juinEmiratsOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2014juinMétropoleOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2014AVrilPondicheryOBLICommunication nerveuseII- Exercice 1 QCM
2014JanBlois BBSPEDiabèteII- Exercice 2
2014juinAmérique du SudOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesI- Synthèse
2014juinLibanOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 2 QCM
2014MarsNouvelle CalédonieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 2
2014juinAmérique du SudOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesI- Synthèse
2014JanBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 1
2014juinMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 1 QCM
2014novAmérique du NordOBLIDomaine continental et dynamique : ErosionI- Synthèse
2014AvrilBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : ErosionII- Exercice 2
2014juinPolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : ErosionI- Synthèse
2014juinEmiratsSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2014juinLibanOBLIEnergie et celluleII- Exercice 2
2014SeptMétropoleSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2014juinPolynésieSPEEnergie et celluleII- Exercice 2
2014JanBlois BBOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2
2014novAmérique du NordOBLIGénétique et évolution : EvolutionII- Exercice 2
2014juinPolynésieOBLIGénétique et évolution : EvolutionII- Exercice 2
2014AVrilPondicheryOBLIGénétique et évolution : EvolutionII- Exercice 2
2014juinAmérique du SudOBLIGénétique et évolution : évolution HommeII- Exercice 2
2014JanBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- QCM
2014JanBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2014AvrilBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1
2014juinEmiratsOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2014juinMétropoleOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2014SeptMétropoleOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- QCM
2014SeptMétropoleOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2014MarsNouvelle CalédonieOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2014novAmérique du NordOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 1 QCM
2014juinAmérique du SudOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 1 QCM
2014juinLibanOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 2
2014juinEmiratsOBLIGéothermieII- Exercice 1
2014SeptMétropoleOBLIGéothermieII- Exercice 1
2014MarsPondicheryOBLIGéothermieI- Synthèse
2014juinAmérique du SudSPEGlycémie et diabèteII- Exercice 2
2014juinMétropoleSPEGlycémie et diabète : EnzymesII- Exercice 2
2014AvrilBlois BBOBLIImmunité innéI- Synthèse
2014SeptMétropoleOBLIImmunité innéII- Exercice 2
2014juinLibanOBLIImmunologieI- QCM
2014juinLibanOBLIImmunologieI- Synthèse
2014MarsNouvelle CalédonieOBLIImmunologieII- Exercice 1 QCM
2014juinPolynésieOBLIImmunologieII- Exercice 1 QCM
2015SeptembreMétropoleSPEClimats passésII- Exercice 2
2015maiPolynésieOBLICommunication nerveuseII- Exercice 1
2015NovembreAmérique du SudOBLICommunication nerveuseII- Exercice 1 QCM
2015NovembreBlois BBOBLICommunication nerveuseII- Exercice 1 QCM
2015SeptembreMétropoleOBLICommunication nerveuse : plasticitéII- Exercice 1
2015SeptembrePolynésieOBLICommunication nerveuse : plasticitéII- Exercice 2
2015AvrilPondicheryOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 1 QCM
2015AvrilPondicheryOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 2
2015SeptembrePolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesI- Synthèse
2015juinMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 2
2015maiPolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 2
2015JuinAsieOBLIDomaine continental et dynamique : role de l’eauSynthèse
2015NovembreNouvelle CalédonieOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2015juinMétropoleSPEEnergie et cellule : RespirationII- Exercice 2
2015NovembreBlois BBSPEEnergie et cellule : Respiration et ATP muscleII- Exercice 2
2015juinMétropoleOBLIGénétique et évolution : Diversification des espèces et PlantesII- Exercice 1
2015JuinAsieOBLIGénétique et évolution : Evolution de l’HommeII- Exercice 2
2015AvrilPondicheryOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2015NovembreBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2015NovembreAmérique du SudOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 2
2015NovembreAmérique du SudOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 2
2015NovembreNouvelle CalédonieOBLIGénétique et évolution : symbioseII- Exercice 1
2015juinMétropoleOBLIGénétique et évolution : Vie fixée des plantesII- Exercice 1 QCM
2015SeptembreMétropoleOBLIGénétique et évolution : Vie fixée des plantesI- Synthèse
2015juinMétropoleOBLIGéothermieI- Synthèse
2015NovembreBlois BBOBLIGéothermieII- Exercice 2
2015SeptembreMétropoleOBLIGéothermieII- Exercice 2
2015maiPolynésieSPEGlycémie et diabète
2015NovembreAmérique du SudOBLIImmunologie : immunité inééI- Synthèse
2015NovembreNouvelle CalédonieOBLIImmunologie : immunité inééII- Exercice 2
2015maiPolynésieOBLIImmunologie : Phénotype immunitaire et vaccinSynthèse avec doc et QCM
2015SeptembrePolynésieOBLIImmunologie : Phénotype immunitaire et vaccinII- Exercice 1
2015JuinAsieOBLIPlante domestiquéeII- Exercice 1 QCM
2016OctobreAsieSPEClimats passésII- Exercice 2
2016OctobreAsieOBLICommunication nerveuse : plasticitéII- Exercice 1
2016OctobreAsieOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesII- Exercice 2
2016OctobreAsieOBLIImmunologie : Immunité adaptativeI- Synthèse
2016JanvierBlois BBSPEClimats passés : Climat primitifII- Exercice 2
2016JanvierBlois BBOBLICommunication nerveuseII- Exercice 2
2016JanvierBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2016JanvierBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice 1
2016juinEmiratsOBLIEnergie et cellule : PhotosynthèseII- Exercice 2
2016juinEmiratsOBLIGénétique et évolution : génétiqueI- Synthèse
2016juinEmiratsOBLIGénétique et évolution : plante / plante domestiquéeII- Exercice 1 QCM
2016juinEmiratsOBLIPlante domestiquéeII- Exercice 2
2016juinMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : subductionII- Exercice 1
2016SeptMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2016juinMétropoleSPEEnergie et cellule : RespirationII- Exercice 2
2016SeptMétropoleOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 2
2016juinMétropoleOBLIGénétique et évolution : plantes + plantes domestiquéesI- Synthèse + QCM
2016SeptMétropoleSPEGlycémie et diabèteII- Exercice 2
2016juinMétropoleOBLIImmunologie : Immunité adaptativeII- Exercice 2
2016SeptMétropoleOBLIImmunologie : Immunité adaptativeII- Exercice 1 QCM
2016décembreNouvelle CalédonieOBLICommunication nerveuseSynthèse avec doc et QCM
2016décembreNouvelle CalédonieOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 1
2016décembreNouvelle CalédonieOBLIGénétique et évolution : Diversification des espèces et Plantes (symbiose + plante cultivée)II- Exercice 2
2016décembreNouvelle CalédonieSPEGlycémie et diabèteII- Exercice 2
2016juinPolynésieOBLIDomaine continental et dynamique : subductionI- Synthèse
2016juinPolynésieOBLIGénétique et évolution : EvolutionII- Exercice 2
2016juinPolynésieOBLIGénétique et évolution : plantesII- Exercice 1
2016AvrilPondicheryOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesI- Synthèse
2016AvrilPondicherySPEEnergie et cellule : FermentationII- Exercice2
2016AvrilPondicheryOBLIGénétique et évolution : génétiqueII- Exercice2
2016AvrilPondicheryOBLIImmunologie : Immunité adaptativeII- Exercice 1 QCM
2017maiPondicheryOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesI- Synthèse
2017maiPondicheryOBLIGénétique et évolution : Diversification des espèces et évolutionII- Exercice 1 QCM
2017maiPondicheryOBLIGénétique et évolution : évolution HommeII- Exercice 2
2017maiPondicheryOBLIEnergie et cellule : PhotosynthèseII- Exercice 2
2017juinLibanOBLIDomaine continental et dynamique : Chaines de montagnesI- Synthèse + QCM
2017juinLibanOBLIImmunologie : Immunité adaptativeII- Exercice 1
2017juinLibanOBLIPlante domestiquée : TomateII- Exercice 2
2017juinLibanSPEEnergie et cellule : FermentationII- Exercice 2
2017juinAmérique du NordOBLICommunication nerveuseI- Synthèse
2017juinAmérique du NordOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiques (bizarre)II- Exercice 1
2017juinAmérique du NordOBLIPlante domestiquée : bléII- Exercice 2
2017juinAmérique du NordSPEGlycémie et diabèteII- Exercice 2
2017juinEmiratsOBLICommunication nerveuse et immunologie (difficile)I- Synthèse
2017juinEmiratsOBLIGénétique et évolution : PlantesII- Exercice 1 QCM
2017juinEmiratsOBLIDomaine continental et dynamique : subductionII- Exercice 2
2017juinEmiratsSPEClimats passés : Climat primitifII- Exercice 2
2017JanvierBlois BBOBLIGénétique et évolution : génétique (anomalie)I- Synthèse + QCM
2017JanvierBlois BBOBLIGénétique et évolution : Diversification des espècesII- Exercice 1
2017JanvierBlois BBOBLIDomaine continental et dynamique : subductionII- Exercice 2
2017JanvierBlois BBSPEClimats passésII- Exercice 2
2017JuinAsieOBLIGénétique et évolution : Vie fixée des plantesI- Synthèse
2017JuinAsieOBLIImmunologie : Immunité Innée et adaptative (4 documents !!!!)II- Exercice 1 QCM
2017JuinAsieOBLIDomaine continental et dynamique : Vieilles chaines de montagnes (massif Armoricain)II- Exercice 2
2017JuinAsieSPEClimats passésII- Exercice 2
2017JuinMétropoleOBLICommunication nerveuse : commande volontaireI- Synthèse
2017JuinMétropoleOBLIGénétique et évolution : PlantesII- Exercice 1 QCM
2017JuinMétropoleOBLIDomaine continental et dynamique : caractéristiquesII- Exercice 2
2017JuinMétropoleSPEClimats passés : Delta 18OII- Exercice 2

Document 2 :

Les dorsales sont des zones en extension comme en témoigne leur forte sismicité. La tectonique, c’est-à-dire l’ensemble des déformations consécutives à l’écartement des plaques qui s’opère à ce niveau, est le principal processus qui crée la perméabilité : les roches sont faillées, fissurées, et même localement broyées. Certaines fissures peuvent atteindre plusieurs mètres d’ouverture et des centaines de mètres de longueur.
L’eau de mer s’infiltre donc par les fissures et pores de la roche. Du fait de la remontée de l’asthénosphère, la température augmente en profondeur de plusieurs centaines de degrés par kilomètre. Les conditions sont réunies pour la mise en place de cellules de convection hydrothermales dans la croûte océanique. La circulation de l’eau de mer dans les milieux poreux de la croûte provoque des échanges entre les roches et l’eau de mer.

http://domaine-geologique.com/documents.php?id=28

Document 3 : Domaines de stabilité des assemblages minéralogiques

En laboratoire, il est possible de soumettre des associations minérales à des températures et des pressions comparables à celle régnant à différentes profondeurs. Ces expériences montrent qu’à partir d’un certain seuil, deux minéraux voisins jusqu’alors stables commencent à réagir entre eux et donnent naissance à des minéraux

stables dans les nouvelles conditions de pression et de température. Il s’agit de réactions métamorphiques. Le métamorphisme se définit donc comme étant la transformation d’une roche à l’état solide du fait des changements de pression et/ou de températures.

a : plagioclase + pyroxène + eau  pastedGraphic.png amphibole (hornblende verte)

b : plagioclase + amphibole + eau pastedGraphic.png chlorite + actinote

c : plagioclase + chlorite + actinote pastedGraphic.png glaucophane + eau

d : plagioclase + glaucophane pastedGraphic.png grenat + jadéite + eau

On appelle domaine de stabilité l’éventail de pression et de températures à l’intérieur duquel un minéral est stable.

Un faciès est une association de minéraux stables dans une gamme de pression et de températures :

faciès des amphibolites, des schistes verts, des schistes bleus, des éclogites.

Information : Les réactions du métamorphisme étant des équilibres dynamiques, on pourrait s’attendre, à voir réapparaître les minéraux originels lorsque les roches métamorphiques sont ramenées à la surface. Il arrive parfois que de telles réactions se produisent mais le plus souvent, le métamorphisme des roches n’est pas réversible car celui-ci s’accompagne d’une libération de  fluides qui quitte la roche : leur absence interdit donc ensuite aux réactions inverses de se produire.

metamorphisme

II- Des transformations minéralogiques des roches de la Lithosphère océanique plongeante

Le principe de la fusion partielle lors d’une subduction réside dans la déshydratation des roches plongeantes, permettant ainsi une hydratation du manteau sus-jacent. Cela provoque alors un abaissement de la température de fusion des péridotites, ce qui engendre une fusion partielle.

A- La modification des roches plongeantes

Comment évoluent les conditions de pression et de température auxquelles est soumis un gabbro au sein de la lithosphère océanique qui plonge dans l’asthénosphère ? Quelles en sont les conséquences ?

A votre disposition :

  • Un échantillon et une lame mince de métagabbro à glaucophane (faciès des schistes bleus) G4
  • Un échantillon et une lame mince de métagabbro à grenat (faciès des éclogites) G5
  1. Observer les échantillons à l’œil nu : déterminer la structure et identifier les minéraux composant chaque roche.
  2. Observer la lame mince correspondante.
  3. Saisir une image numérique d’une zone représentative de la roche (si vous en avez le temps)
  4. Enregistrer l’image dans un dossier créé (Mes documents/Subduction/subduction_nom binome.jpg)
  5. Chaque image peut être annotée dans libre office (vous pouvez flecher vos minéraux et les légender

2) comparer la profondeur de déshydratation des gabbros au cours de  la subduction et celle de la zone de fusion partielle

Quelle condition est indispensable, dans le cadre de la subduction, pour qu’il y ait fusion de péridotites.

document 1 : résultats de fusion expériementale d’une péridotite sèche

stabfusion

Document 2 : résultats de fusion expérimentale d’une péridotite hydratée

stabfusionhydratee

B- A la recherche de la libération de l’eau (ECE 2013)

Retour haut de page