Chapitre 15 • Métamorphisme BP-HT dans les zones d’extension
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observations faites dans des portions de croûte océanique fossile avec ce qui est
observé dans la croûte océanique actuelle échantillonnée in situ.
b) La croûte océanique de l’est pacifique
Les campagnes de forages DSDP, ODP et IODP (Integrated Ocean Drilling Program)
dans l’océan Pacifique oriental ont permis de réaliser des coupes partielles de cette
croûte océanique accrétée à taux rapide. Nous présentons ici trois sites qui montrent
les niveaux différents atteints au cours de ces forages.
• Le puits 504B dans la plaque de Nazca
Le puits 504B se situe à proximité du rift du Costa Rica dont le taux d’ouverture est
voisin de 7 cm/an. Sur 2 111 m, le puits traverse les sédiments, les laves et le
complexe filonien, sans atteindre les gabbros. La partie superficielle volcanique de
la croûte océanique, fracturée, est très perméable et en contact avec l’eau de mer. Elle
est affectée par une altération de basse température, inférieure à 110 °C, qui provoque
une modification chimique de la roche. Aux environs de 300 m de profondeur dans
la croûte océanique, une altération non oxydante se réalise à partir de 150 °C et les
paragenèses des faciès Zéolite à Schistes verts se forment à la faveur d’une circulation
de fluides hydrothermaux ascendants, plus réducteurs que dans la partie superficielle.
Les nouveaux minéraux remplissent les fractures, contribuant à réduire la perméabilité
de la roche. L’olivine des basaltes est transformée en chlorite et minéraux argileux,
l’augite en actinote, tandis que le plagioclase est albitisé, puis zéolitisé.
Les dolérites du complexe filonien montrent plusieurs étapes « d’altération hydrothermale » liée à une interaction entre la roche et des fluides dérivés de l’eau de mer,
au cours du refroidissement de la roche. Cette altération est hétérogène, en fonction
de la perméabilité de la croûte. À haute température, entre 500 et 700 °C, le clinopyroxène peut être remplacé par un pyroxène secondaire ou, le plus souvent, par une
amphibole ; le plagioclase magmatique est remplacé par un plagioclase secondaire
calcique. À plus basses températures, autour de 300 °C, apparaissent actinote, chlorite,
smectite, talc, albite. Quartz et épidote précipitent dans des fissures à partir de fluides
hydrothermaux. L’anhydrite se forme à partir d’eau de mer chaude. Ces différentes
étapes sont liées à des circulations hydrothermales convectives au niveau de l’axe de
la ride. Un hydrothermalisme plus froid (250 °C), « hors axe », s’accompagne de la
cristallisation de laumonite, heulandite, calcite et prehnite dans des fissures. Les transformations secondaires (albitisation, chloritisation, zéolitisation, etc.) sont responsables
d’une dispersion chimique importante (Laverne et al., 2001).
• Le puits 1256D dans la plaque de Cocos
Le forage du puits 1256D est réalisé, non loin du site précédent, dans une croûte de
15 Ma, dans la plaque de Cocos (Pacifique Est), au taux d’expansion très rapide
(22 cm/an). Le but de ce forage était d’atteindre, à une profondeur la plus faible
possible, les gabbros de la croûte océanique. Le site a été choisi à la suite de la mise
en évidence, lors de précédents forages, d’une relation inverse entre la vitesse
d’expansion et l’épaisseur du complexe volcanique. En effet, la racine du complexe
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observations faites dans des portions de croûte océanique fossile avec ce qui est
observé dans la croûte océanique actuelle échantillonnée in situ.
b) La croûte océanique de l’est pacifique
Les campagnes de forages DSDP, ODP et IODP (Integrated Ocean Drilling Program)
dans l’océan Pacifique oriental ont permis de réaliser des coupes partielles de cette
croûte océanique accrétée à taux rapide. Nous présentons ici trois sites qui montrent
les niveaux différents atteints au cours de ces forages.
• Le puits 504B dans la plaque de Nazca
Le puits 504B se situe à proximité du rift du Costa Rica dont le taux d’ouverture est
voisin de 7 cm/an. Sur 2 111 m, le puits traverse les sédiments, les laves et le
complexe filonien, sans atteindre les gabbros. La partie superficielle volcanique de
la croûte océanique, fracturée, est très perméable et en contact avec l’eau de mer. Elle
est affectée par une altération de basse température, inférieure à 110 °C, qui provoque
une modification chimique de la roche. Aux environs de 300 m de profondeur dans
la croûte océanique, une altération non oxydante se réalise à partir de 150 °C et les
paragenèses des faciès Zéolite à Schistes verts se forment à la faveur d’une circulation
de fluides hydrothermaux ascendants, plus réducteurs que dans la partie superficielle.
Les nouveaux minéraux remplissent les fractures, contribuant à réduire la perméabilité
de la roche. L’olivine des basaltes est transformée en chlorite et minéraux argileux,
l’augite en actinote, tandis que le plagioclase est albitisé, puis zéolitisé.
Les dolérites du complexe filonien montrent plusieurs étapes « d’altération hydrothermale » liée à une interaction entre la roche et des fluides dérivés de l’eau de mer,
au cours du refroidissement de la roche. Cette altération est hétérogène, en fonction
de la perméabilité de la croûte. À haute température, entre 500 et 700 °C, le clinopyroxène peut être remplacé par un pyroxène secondaire ou, le plus souvent, par une
amphibole ; le plagioclase magmatique est remplacé par un plagioclase secondaire
calcique. À plus basses températures, autour de 300 °C, apparaissent actinote, chlorite,
smectite, talc, albite. Quartz et épidote précipitent dans des fissures à partir de fluides
hydrothermaux. L’anhydrite se forme à partir d’eau de mer chaude. Ces différentes
étapes sont liées à des circulations hydrothermales convectives au niveau de l’axe de
la ride. Un hydrothermalisme plus froid (250 °C), « hors axe », s’accompagne de la
cristallisation de laumonite, heulandite, calcite et prehnite dans des fissures. Les transformations secondaires (albitisation, chloritisation, zéolitisation, etc.) sont responsables
d’une dispersion chimique importante (Laverne et al., 2001).
• Le puits 1256D dans la plaque de Cocos
Le forage du puits 1256D est réalisé, non loin du site précédent, dans une croûte de
15 Ma, dans la plaque de Cocos (Pacifique Est), au taux d’expansion très rapide
(22 cm/an). Le but de ce forage était d’atteindre, à une profondeur la plus faible
possible, les gabbros de la croûte océanique. Le site a été choisi à la suite de la mise
en évidence, lors de précédents forages, d’une relation inverse entre la vitesse
d’expansion et l’épaisseur du complexe volcanique. En effet, la racine du complexe
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