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15.2 • Métamorphisme océanique et hydrothermalisme
serpentinisé, pourrait parfois matérialiser la discontinuité de Mohorovicic. Cette
distinction ride rapide-ride lente se retrouve dans la nomenclature des ophiolites, ces
formations reconnues comme représentant des fragments de lithosphère océanique
fossile incorporés dans la croûte continentale : les « Harzburgite Ophiolite Types »
(HOT) ont les caractéristiques des rides rapides et les « Lherzolite Ophiolite Types »
(LOT), celles des rides lentes. Ces ophiolites sont une aubaine pour le géologue, car
elles sont beaucoup plus accessibles que la croûte océanique en place et présentent
l’avantage d’en exposer des coupes complètes. L’objectif de réaliser une coupe
complète, par forages, de la croûte océanique en place, lancé avec le projet Mohole
dans les années cinquante, n’a pas encore été atteint. Toutefois, les campagnes de
bathymétrie, dragage et forages d’IODP (Integrated Ocean Drilling Program) apportent
des informations primordiales et l’étude complémentaire des deux croûtes actuelle
et fossile est indispensable.
Les roches de la croûte océanique cristallisent à la ride et se refroidissent, parcourant
un trajet P-T-t rétrograde à peu près isobare. Compte tenu de la faible épaisseur de la
croûte, les pressions sont faibles (< 2-3 kb). Les roches anhydres (basaltes, dolérites,
gabbbros) qui la constituent majoritairement sont métamorphisées à des degrés
variables au cours de ce refroidissement. Le métamorphisme est contrôlé par l’hydratation, la vitesse de refroidissement et, dans une moindre mesure, par la déformation.
La déformation ductile est inégalement repartie. Elle est discrète dans les rides rapides ;
elle est localement importante dans les rides lentes. L’extension océanique se traduit
par des failles normales en domaine fragile (dans les basaltes et le complexe filonien)
et par des cisaillements ductiles dans les unités plus chaudes (dans les gabbros). La
partie supérieure de la croûte océanique présente de nombreuses fissures de refroidissement. Vitesse de refroidissement et hydratation sont les deux paramètres majeurs
du métamorphisme océanique ; ils diminuent significativement avec la profondeur.
La circulation hydrothermale est un phénomène généralisé dans la croûte océanique
et se manifeste, sur les fonds océaniques, par la présence de fumeurs noirs et blancs
(dont la température est voisine de 350 °C). Elle modifie significativement la composition chimique des roches. L’eau de mer circule de façon convective, à la faveur des
fractures et failles, jusqu’à des profondeurs de 6 km environ, c’est-à-dire jusqu’au
Moho, profondeurs à partir desquelles la perméabilité devient très faible. En fonction
du rôle important de l’eau dans le métamorphisme océanique, il est proposé les
subdivisions suivantes : altération de basse température pour des températures inférieures à 110-150 °C ; métamorphisme hydrothermal au-dessus de 250 °C (Laverne
et al., 1989) ; à partir des conditions à la transition des faciès Schistes verts-Amphibolite, la circulation hydrothermale est modérée et l’adjectif « hydrothermal » ne se
justifie plus.
Les observations minéralogiques, pétrologiques et géochimiques réalisées dans la
croûte océanique récente et dans les séries ophiolitiques conduisent à un schéma
général de circulation convective de l’eau de mer et des transformations métamorphiques de basse pression (ou altération hydrothermale) qui lui sont associées dans
les différentes unités supérieures de la croûte océanique. Il est présenté sur la
figure 15.4. Dans ce modèle, la circulation hydrothermale est limitée aux complexes
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serpentinisé, pourrait parfois matérialiser la discontinuité de Mohorovicic. Cette
distinction ride rapide-ride lente se retrouve dans la nomenclature des ophiolites, ces
formations reconnues comme représentant des fragments de lithosphère océanique
fossile incorporés dans la croûte continentale : les « Harzburgite Ophiolite Types »
(HOT) ont les caractéristiques des rides rapides et les « Lherzolite Ophiolite Types »
(LOT), celles des rides lentes. Ces ophiolites sont une aubaine pour le géologue, car
elles sont beaucoup plus accessibles que la croûte océanique en place et présentent
l’avantage d’en exposer des coupes complètes. L’objectif de réaliser une coupe
complète, par forages, de la croûte océanique en place, lancé avec le projet Mohole
dans les années cinquante, n’a pas encore été atteint. Toutefois, les campagnes de
bathymétrie, dragage et forages d’IODP (Integrated Ocean Drilling Program) apportent
des informations primordiales et l’étude complémentaire des deux croûtes actuelle
et fossile est indispensable.
Les roches de la croûte océanique cristallisent à la ride et se refroidissent, parcourant
un trajet P-T-t rétrograde à peu près isobare. Compte tenu de la faible épaisseur de la
croûte, les pressions sont faibles (< 2-3 kb). Les roches anhydres (basaltes, dolérites,
gabbbros) qui la constituent majoritairement sont métamorphisées à des degrés
variables au cours de ce refroidissement. Le métamorphisme est contrôlé par l’hydratation, la vitesse de refroidissement et, dans une moindre mesure, par la déformation.
La déformation ductile est inégalement repartie. Elle est discrète dans les rides rapides ;
elle est localement importante dans les rides lentes. L’extension océanique se traduit
par des failles normales en domaine fragile (dans les basaltes et le complexe filonien)
et par des cisaillements ductiles dans les unités plus chaudes (dans les gabbros). La
partie supérieure de la croûte océanique présente de nombreuses fissures de refroidissement. Vitesse de refroidissement et hydratation sont les deux paramètres majeurs
du métamorphisme océanique ; ils diminuent significativement avec la profondeur.
La circulation hydrothermale est un phénomène généralisé dans la croûte océanique
et se manifeste, sur les fonds océaniques, par la présence de fumeurs noirs et blancs
(dont la température est voisine de 350 °C). Elle modifie significativement la composition chimique des roches. L’eau de mer circule de façon convective, à la faveur des
fractures et failles, jusqu’à des profondeurs de 6 km environ, c’est-à-dire jusqu’au
Moho, profondeurs à partir desquelles la perméabilité devient très faible. En fonction
du rôle important de l’eau dans le métamorphisme océanique, il est proposé les
subdivisions suivantes : altération de basse température pour des températures inférieures à 110-150 °C ; métamorphisme hydrothermal au-dessus de 250 °C (Laverne
et al., 1989) ; à partir des conditions à la transition des faciès Schistes verts-Amphibolite, la circulation hydrothermale est modérée et l’adjectif « hydrothermal » ne se
justifie plus.
Les observations minéralogiques, pétrologiques et géochimiques réalisées dans la
croûte océanique récente et dans les séries ophiolitiques conduisent à un schéma
général de circulation convective de l’eau de mer et des transformations métamorphiques de basse pression (ou altération hydrothermale) qui lui sont associées dans
les différentes unités supérieures de la croûte océanique. Il est présenté sur la
figure 15.4. Dans ce modèle, la circulation hydrothermale est limitée aux complexes
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