5.5 • L’exhumation tectonique des roches métamorphiques
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
vers la surface. Et pourtant ces roches denses sont bien connues à l’affleurement. Comment l’expliquer?
Sans doute la convergence elle-même est-elle en cause. Les roches
crustales deviennent en effet de plus en plus ductiles à mesure que
s’accroissent la profondeur et la pression; elles se comportent alors un peu
comme une pâte enfermée dans un tube ouvert (la zone de subduction)
que l’on presse pour en faire sortir le contenu. Dès lors, ce n’est plus tant
la différence de densité entre les parois du tube et son contenu qui est le
facteur principal de l’expulsion de la pâte, mais plutôt la différence de
rhéologie entre les parois relativement rigides (le manteau des plaques
convergentes) et la matière ductile emprisonnée entre ces parois (les
roches crustales métamorphisées), lorsque s’exercent de fortes contraintes
horizontales pendant la collision. Ainsi peut-on expliquer, plus facilement
que par le seul diapirisme, la rapidité avec laquelle remontent les terrains
métamorphisés (100 km en 1 ou 2 Ma, cela implique une vitesse d’ascension
de 10 ou 5 cm/an). En fait, le processus de l’exhumation des roches métamorphiques de haute pression n’est pas encore bien compris même si
l’érosion apparaît maintenant comme un facteur déterminant, et fait
aujourd’hui l’objet d’intenses recherches sur le terrain et en laboratoire
(fiche 5.19).
100km
100km
a
b
c
Figure 5.16 Subduction, collision et exhumation
des terrains métamorphisés à haute pression.
La croûte continentale amincie d’une marge passive est entraînée dans la zone
de subduction (a), puis se décolle du manteau (b), et remonte en surface (c) à
cause de sa faible densité par rapport aux terrains encaissant et/ou de l’application de contraintes horizontales. Ainsi peut s’expliquer le chemin pressiontempérature suivi par les terrains métamorphisés à haute pression (Fig. 5.16).
D’après A.I. CHÉMENDA, M. MATTAUER AN A.N. BROKUN, 1996. Continental subduction and a mechanism for exhumation of high-pressure metamorphic rocks:
new modelling and field data from Oman. Earth and Planet. Sci. Letters, 143,
173-182. With kind permission of Elsevier Sciences – NL, Sara Burgerharstraat
25, 1055 KV Amsterdam, The Netherlands.
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
vers la surface. Et pourtant ces roches denses sont bien connues à l’affleurement. Comment l’expliquer?
Sans doute la convergence elle-même est-elle en cause. Les roches
crustales deviennent en effet de plus en plus ductiles à mesure que
s’accroissent la profondeur et la pression; elles se comportent alors un peu
comme une pâte enfermée dans un tube ouvert (la zone de subduction)
que l’on presse pour en faire sortir le contenu. Dès lors, ce n’est plus tant
la différence de densité entre les parois du tube et son contenu qui est le
facteur principal de l’expulsion de la pâte, mais plutôt la différence de
rhéologie entre les parois relativement rigides (le manteau des plaques
convergentes) et la matière ductile emprisonnée entre ces parois (les
roches crustales métamorphisées), lorsque s’exercent de fortes contraintes
horizontales pendant la collision. Ainsi peut-on expliquer, plus facilement
que par le seul diapirisme, la rapidité avec laquelle remontent les terrains
métamorphisés (100 km en 1 ou 2 Ma, cela implique une vitesse d’ascension
de 10 ou 5 cm/an). En fait, le processus de l’exhumation des roches métamorphiques de haute pression n’est pas encore bien compris même si
l’érosion apparaît maintenant comme un facteur déterminant, et fait
aujourd’hui l’objet d’intenses recherches sur le terrain et en laboratoire
(fiche 5.19).
100km
100km
a
b
c
Figure 5.16 Subduction, collision et exhumation
des terrains métamorphisés à haute pression.
La croûte continentale amincie d’une marge passive est entraînée dans la zone
de subduction (a), puis se décolle du manteau (b), et remonte en surface (c) à
cause de sa faible densité par rapport aux terrains encaissant et/ou de l’application de contraintes horizontales. Ainsi peut s’expliquer le chemin pressiontempérature suivi par les terrains métamorphisés à haute pression (Fig. 5.16).
D’après A.I. CHÉMENDA, M. MATTAUER AN A.N. BROKUN, 1996. Continental subduction and a mechanism for exhumation of high-pressure metamorphic rocks:
new modelling and field data from Oman. Earth and Planet. Sci. Letters, 143,
173-182. With kind permission of Elsevier Sciences – NL, Sara Burgerharstraat
25, 1055 KV Amsterdam, The Netherlands.