Chapitre 15 • Métamorphisme BP-HT dans les zones d’extension
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15.2.3 La semelle métamorphique des ophiolites
De nombreuses ophiolites présentent à leur base une semelle de roches métamorphiques
d’une épaisseur de quelques dizaines à quelques centaines de mètres, témoin de
l’obduction de la lithosphère océanique sur la croûte continentale. Ce métamorphisme
n’est pas un « métamorphisme océanique », mais son lien avec la mise en place des
ophiolites nous amène à lui réserver un paragraphe dans ce chapitre. À titre d’exemples,
on peut citer la présence de semelle métamorphique à la base de l’ophiolite ordovicienne de Ballantrae, en Écosse, de l’ophiolite de la Bay of Islands, à Terre-neuve,
âgée de 480 Ma, de l’ophiolite crétacée d’Oman (Jamieson, 1986). Les roches sont
très déformées, parfois mylonitiques ; elles sont constituées, sous les péridotites, de
métagabbros, d’amphibolites de composition tholéïtique, des métasédiments de la
croûte océanique (marbre et chert) surmontant des métasédiments de la croûte continentale. En Oman, des quarzites à orthopyroxène contiennent l’assemblage d’ultrahaute température saphirine-spinelle-quartz (voir paragraphe 14.4) associés à des
gneiss à silicates calciques à wollastonite, clinopyroxène et grenat grossulaire (Gnos
et Kurz, 1994). Des quartzites contiennent en abondance de la piémontite, cette épidote
manganésifère qui suggère que ces métasédiments océaniques étaient riches en cet
élément. Le gradient métamorphique est inverse : le degré métamorphique varie depuis
les conditions du faciès Granulite au contact des péridotites, passe, en dessous, aux
conditions du faciès Amphibolite, avec des amphibolites à grenat qui surmontent des
amphibolites à épidote, elles-mêmes au-dessus des roches de la croûte continentale
chevauchée, métamorphisées dans les conditions du faciès Schistes verts. À la base de
l’ophiolite d’Oman, les amphibolites à grenat-clinopyroxène indiquent des températures du faciès Granulite, de 775-865 °C.
Les données géochronologiques montrent qu’il se passe moins de 20 Ma entre la
fin de cristallisation de l’ophiolite et celle de son obduction. Cet intervalle de temps
serait inférieur à 2 Ma dans le cas de l’ophiolite d’Oman. Ces chiffres suggèrent que
la source de chaleur du métamorphisme inverse de la semelle est la chaleur résiduelle de la lithosphère océanique. La déformation intense favorise la recristallisation
de ces roches magmatiques chaudes alors que les conditions dans les roches de la
croûte continentale chevauchée ne dépassent pas celles du faciès Schistes verts. Ceci
suggère que le transfert de chaleur vers le bas, par conduction reste très limité.
15.2.4 En conclusion
Le métamorphisme dans la lithosphère océanique a un caractère régional, puisqu’il
est réparti, quoique de façon irrégulière, dans l’ensemble de celle-ci. Cependant, les
processus pétrologiques qui en sont responsables se réalisent localement, à proximité
de la ride. À quelques kilomètres de la ride et en moins de 100 000 ans (en fonction
de la profondeur), les gabbros isotropes seraient refroidis dans les conditions du faciès
Schistes verts (Manning et al., 1996). Le métamorphisme affecte uniquement les roches
magmatiques de la lithosphère océanique et les trajets PTt sont (presque) exclusivement
rétrogrades (figure 15.11).
9782100522682-Nicollet.fm Page 244 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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15.2.3 La semelle métamorphique des ophiolites
De nombreuses ophiolites présentent à leur base une semelle de roches métamorphiques
d’une épaisseur de quelques dizaines à quelques centaines de mètres, témoin de
l’obduction de la lithosphère océanique sur la croûte continentale. Ce métamorphisme
n’est pas un « métamorphisme océanique », mais son lien avec la mise en place des
ophiolites nous amène à lui réserver un paragraphe dans ce chapitre. À titre d’exemples,
on peut citer la présence de semelle métamorphique à la base de l’ophiolite ordovicienne de Ballantrae, en Écosse, de l’ophiolite de la Bay of Islands, à Terre-neuve,
âgée de 480 Ma, de l’ophiolite crétacée d’Oman (Jamieson, 1986). Les roches sont
très déformées, parfois mylonitiques ; elles sont constituées, sous les péridotites, de
métagabbros, d’amphibolites de composition tholéïtique, des métasédiments de la
croûte océanique (marbre et chert) surmontant des métasédiments de la croûte continentale. En Oman, des quarzites à orthopyroxène contiennent l’assemblage d’ultrahaute température saphirine-spinelle-quartz (voir paragraphe 14.4) associés à des
gneiss à silicates calciques à wollastonite, clinopyroxène et grenat grossulaire (Gnos
et Kurz, 1994). Des quartzites contiennent en abondance de la piémontite, cette épidote
manganésifère qui suggère que ces métasédiments océaniques étaient riches en cet
élément. Le gradient métamorphique est inverse : le degré métamorphique varie depuis
les conditions du faciès Granulite au contact des péridotites, passe, en dessous, aux
conditions du faciès Amphibolite, avec des amphibolites à grenat qui surmontent des
amphibolites à épidote, elles-mêmes au-dessus des roches de la croûte continentale
chevauchée, métamorphisées dans les conditions du faciès Schistes verts. À la base de
l’ophiolite d’Oman, les amphibolites à grenat-clinopyroxène indiquent des températures du faciès Granulite, de 775-865 °C.
Les données géochronologiques montrent qu’il se passe moins de 20 Ma entre la
fin de cristallisation de l’ophiolite et celle de son obduction. Cet intervalle de temps
serait inférieur à 2 Ma dans le cas de l’ophiolite d’Oman. Ces chiffres suggèrent que
la source de chaleur du métamorphisme inverse de la semelle est la chaleur résiduelle de la lithosphère océanique. La déformation intense favorise la recristallisation
de ces roches magmatiques chaudes alors que les conditions dans les roches de la
croûte continentale chevauchée ne dépassent pas celles du faciès Schistes verts. Ceci
suggère que le transfert de chaleur vers le bas, par conduction reste très limité.
15.2.4 En conclusion
Le métamorphisme dans la lithosphère océanique a un caractère régional, puisqu’il
est réparti, quoique de façon irrégulière, dans l’ensemble de celle-ci. Cependant, les
processus pétrologiques qui en sont responsables se réalisent localement, à proximité
de la ride. À quelques kilomètres de la ride et en moins de 100 000 ans (en fonction
de la profondeur), les gabbros isotropes seraient refroidis dans les conditions du faciès
Schistes verts (Manning et al., 1996). Le métamorphisme affecte uniquement les roches
magmatiques de la lithosphère océanique et les trajets PTt sont (presque) exclusivement
rétrogrades (figure 15.11).
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