Chapitre 12 • Les métamorphismes HP et UHP-BT : l’exemple alpin
170
continental poursuivent leur plongée dans le manteau. Il est vraisemblable également
que la partie supérieure de croûte continentale, légère, se détache de la croûte inférieure, plus dense. Toutefois, la densité des roches augmentant avec la profondeur
(figure 12.1), il existe une profondeur maximale au-delà de laquelle ces unités de
croûte supérieure deviennent plus denses que le manteau dans lesquelles elles se
trouvent et à partir de laquelle elles ne peuvent plus, en principe, être exhumées. Cette
profondeur de « non-retour » est estimée à 300 km, à 10 GPa. Des modifications des
forces aux limites jouent également un rôle dans les mécanismes d’exhumation. Le
retrait de la lithosphère subduite (roll back en anglais) serait un mécanisme favorable,
en libérant l’espace nécessaire à l’exhumation des unités d’UHP (Brun et Faccenna,
2008).
a) Exhumation dans le prisme d’accrétion
Un prisme se forme parfois en avant de la subduction et se retrouve incorporé dans
la collision ; nous avons vu que c’est ainsi qu’est interprétée l’unité piémontaise du
Queyras, avec une abondance de métasédiments (les schistes lustrés) dans lesquelles
sont inclus des morceaux de la lithosphère océanique. La partie basale de ce prisme
est entraînée vers le bas dans le mouvement de la subduction. Une partie de ce
prisme est enfouie dans le manteau constituant un « chenal ». Une partie bute contre
la croûte continentale chevauchante, à des profondeurs de 30-40 km, et remonte le
long de ce butoir. L’importance du prisme par rapport au chenal dépend de l angle du
butoir (figure 12.7).
b) Exhumation dans le chenal de subduction
Des schistes bleus à lawsonite, glaucophane, aragonite et clinopyroxène sodique sont
recueillis dans des serpentinites des « seamounts » de l’avant-fossé des Mariannes.
Ces roches, indiquant des conditions de formation de 150-250 °C et 5-6 kb, sont
exhumées par diapirisme de la serpentinite le long de la zone de subduction (Maekawa
et al., 1992). La zone de subduction constituerait un « chenal à double sens de circulation », à la fois pour l’enfouissement, mais également pour l’exhumation (figure 12.7).
Un mélange de serpentinites dérivant du manteau océanique hydraté et de l’hydratation
du coin mantellique chevauchant, contenant des blocs exotiques de métabasaltes,
métasédiments et métagabbros de la lithosphère subduite constitue un « coin » qui
s’enfonce dans le manteau. Dans ce « chenal de subduction », les serpentinites, roches
relativement légères ont tendance à remonter par un chemin proche du chemin
d’enfouissement, dans un mécanisme essentiellement contrôlé par la gravité. Elles
entraîneraient dans leur remontée des roches plus denses, comme les éclogites. Ce
« chenal serpentineux » atteint des profondeurs considérables, puisque la déserpentinisation totale se fait à des pressions de 2,5-3 GPa, à une température de 600 °C, en
fonction de la vitesse et de l’angle de la subduction. Les lithosphères océaniques
formées au niveau de rides lentes, dans lesquelles les serpentinites sont abondantes
(voir chap. 15), sont peut-être des sites privilégiés de ce mécanisme d’exhumation.
9782100522682-Nicollet.fm Page 170 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
170
continental poursuivent leur plongée dans le manteau. Il est vraisemblable également
que la partie supérieure de croûte continentale, légère, se détache de la croûte inférieure, plus dense. Toutefois, la densité des roches augmentant avec la profondeur
(figure 12.1), il existe une profondeur maximale au-delà de laquelle ces unités de
croûte supérieure deviennent plus denses que le manteau dans lesquelles elles se
trouvent et à partir de laquelle elles ne peuvent plus, en principe, être exhumées. Cette
profondeur de « non-retour » est estimée à 300 km, à 10 GPa. Des modifications des
forces aux limites jouent également un rôle dans les mécanismes d’exhumation. Le
retrait de la lithosphère subduite (roll back en anglais) serait un mécanisme favorable,
en libérant l’espace nécessaire à l’exhumation des unités d’UHP (Brun et Faccenna,
2008).
a) Exhumation dans le prisme d’accrétion
Un prisme se forme parfois en avant de la subduction et se retrouve incorporé dans
la collision ; nous avons vu que c’est ainsi qu’est interprétée l’unité piémontaise du
Queyras, avec une abondance de métasédiments (les schistes lustrés) dans lesquelles
sont inclus des morceaux de la lithosphère océanique. La partie basale de ce prisme
est entraînée vers le bas dans le mouvement de la subduction. Une partie de ce
prisme est enfouie dans le manteau constituant un « chenal ». Une partie bute contre
la croûte continentale chevauchante, à des profondeurs de 30-40 km, et remonte le
long de ce butoir. L’importance du prisme par rapport au chenal dépend de l angle du
butoir (figure 12.7).
b) Exhumation dans le chenal de subduction
Des schistes bleus à lawsonite, glaucophane, aragonite et clinopyroxène sodique sont
recueillis dans des serpentinites des « seamounts » de l’avant-fossé des Mariannes.
Ces roches, indiquant des conditions de formation de 150-250 °C et 5-6 kb, sont
exhumées par diapirisme de la serpentinite le long de la zone de subduction (Maekawa
et al., 1992). La zone de subduction constituerait un « chenal à double sens de circulation », à la fois pour l’enfouissement, mais également pour l’exhumation (figure 12.7).
Un mélange de serpentinites dérivant du manteau océanique hydraté et de l’hydratation
du coin mantellique chevauchant, contenant des blocs exotiques de métabasaltes,
métasédiments et métagabbros de la lithosphère subduite constitue un « coin » qui
s’enfonce dans le manteau. Dans ce « chenal de subduction », les serpentinites, roches
relativement légères ont tendance à remonter par un chemin proche du chemin
d’enfouissement, dans un mécanisme essentiellement contrôlé par la gravité. Elles
entraîneraient dans leur remontée des roches plus denses, comme les éclogites. Ce
« chenal serpentineux » atteint des profondeurs considérables, puisque la déserpentinisation totale se fait à des pressions de 2,5-3 GPa, à une température de 600 °C, en
fonction de la vitesse et de l’angle de la subduction. Les lithosphères océaniques
formées au niveau de rides lentes, dans lesquelles les serpentinites sont abondantes
(voir chap. 15), sont peut-être des sites privilégiés de ce mécanisme d’exhumation.
9782100522682-Nicollet.fm Page 170 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16