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17.1 • Un modèle simplifié d’évolution thermique d’une chaîne de montagnes
d’un gradient métamorphique de HT-BP (diagramme P-T à t8). Par ailleurs, la chaleur
fournie est suffisante pour provoquer une anatexie volumineuse, nécessaire pour
produire une quantité de magma granitique susceptible de migrer vers les parties
superficielles de la croûte, laissant dans la partie profonde un résidu réfractaire ultramétamorphique. C’est le processus de la différenciation intracrustale. Si l’extension
post-orogénique se poursuit, la lithosphère peut évoluer à nouveau vers l’océanisation
(figure 17.1- t1).
Figure 17.1 – Modèle simplifié de l’évolution thermique et mécanique
d’une chaîne de montagnes résultant de la collision de deux continents
initialement séparés par un océan.
Le cycle orogénique débute avec l’ouverture de cet océan. Le magmatisme d’arc est
schématisé sur la figure t3. Les diagrammes P-T indiquent l’évolution thermique
d’échantillons choisis dans les différentes unités structurales. Les lignes pointillées
et les flèches qui leur sont associées matérialisent le géotherme et son évolution
dans le temps. Le diagramme PT t2-t3 montre le trajet P-T- temps d’un gabbro (étoile
blanche) dans la croûte océanique (t2) enfouie dans une zone de subduction (t3).
Ce métamorphisme de HP-BT peut être couplé à une ceinture de HT-BP au niveau de
l’arc magmatique (Arc). La portion en tirets correspond à la trajectoire de cette
roche si celle-ci est exhumée rapidement. Sur le diagramme PT t4-t7, sont portées
les trajectoires de deux échantillons lors de la collision qui succède à la fermeture
de l’océan. La roche 1 (étoile grise) se trouve dans la portion de croûte océanique
pincée dans la suture. La roche 2 (rond noir) est située dans la marge passive.
La roche 1, après avoir suivi une trajectoire de HP-BT (t4) pendant la subduction,
est réchauffée et exhumée lors de la collision. La roche 2, dans la croûte continentale sous-charriée, est affectée par un métamorphisme de MP-HT. Par le jeu des
déplacements de part et d’autre du chevauchement, les deux échantillons finissent
par avoir une histoire commune (à t6). La ligne tirets épais sur les diagrammes P-T
matérialise le gradient métamorphique qui enregistre le maximum en température
atteint par plusieurs roches recueillies sur l’ensemble de la région. Notons que ce
gradient (ainsi que les trajectoires individuelles des 2 roches) atteint les conditions
de l’anatexie hydratée (matérialisée par la courbe A).
Les mécanismes dynamiques au niveau du manteau lithosphérique sont mal connus.
Une désolidarisation (délamination ou détachement de la plaque) de celui-ci et de
la croûte semble inévitable. Cette désolidarisation entraîne une remontée et une
fusion partielle de l’asthénosphère chaude qui produit des magmas basaltiques (en
noir sur la figure t7) qui intrudent et se refroidissent à la base de la croûte (flèche
isobare du diagramme PT à t8). L’anomalie thermique qui en résulte et la remontée
rapide des roches (qui n’ont pas le temps de se refroidir) sont responsables du
gradient de HT-BP qui succède parfois au gradient de MP-HT (diagramme P-T à t8)
et d’une anatexie volumineuse à l’origine de granites et de la différenciation de la
croûte.
Le point triple des silicates d’alumine (Ky, Sil, And) est porté sur les diagrammes P-T
de t4 à t8. Ophiol. : Ophiolites. Les croix matérialisent la croûte continentale ; en
blanc : lithosphère mantellique ; en gris : asthénosphère ; gris foncé : zone de fusion
partielle dans l’asthénosphère ; en noir : roches magmatiques basiques, dont croûte
océanique.
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9782100522682-Nicollet.fm Page 259 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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17.1 • Un modèle simplifié d’évolution thermique d’une chaîne de montagnes
d’un gradient métamorphique de HT-BP (diagramme P-T à t8). Par ailleurs, la chaleur
fournie est suffisante pour provoquer une anatexie volumineuse, nécessaire pour
produire une quantité de magma granitique susceptible de migrer vers les parties
superficielles de la croûte, laissant dans la partie profonde un résidu réfractaire ultramétamorphique. C’est le processus de la différenciation intracrustale. Si l’extension
post-orogénique se poursuit, la lithosphère peut évoluer à nouveau vers l’océanisation
(figure 17.1- t1).
Figure 17.1 – Modèle simplifié de l’évolution thermique et mécanique
d’une chaîne de montagnes résultant de la collision de deux continents
initialement séparés par un océan.
Le cycle orogénique débute avec l’ouverture de cet océan. Le magmatisme d’arc est
schématisé sur la figure t3. Les diagrammes P-T indiquent l’évolution thermique
d’échantillons choisis dans les différentes unités structurales. Les lignes pointillées
et les flèches qui leur sont associées matérialisent le géotherme et son évolution
dans le temps. Le diagramme PT t2-t3 montre le trajet P-T- temps d’un gabbro (étoile
blanche) dans la croûte océanique (t2) enfouie dans une zone de subduction (t3).
Ce métamorphisme de HP-BT peut être couplé à une ceinture de HT-BP au niveau de
l’arc magmatique (Arc). La portion en tirets correspond à la trajectoire de cette
roche si celle-ci est exhumée rapidement. Sur le diagramme PT t4-t7, sont portées
les trajectoires de deux échantillons lors de la collision qui succède à la fermeture
de l’océan. La roche 1 (étoile grise) se trouve dans la portion de croûte océanique
pincée dans la suture. La roche 2 (rond noir) est située dans la marge passive.
La roche 1, après avoir suivi une trajectoire de HP-BT (t4) pendant la subduction,
est réchauffée et exhumée lors de la collision. La roche 2, dans la croûte continentale sous-charriée, est affectée par un métamorphisme de MP-HT. Par le jeu des
déplacements de part et d’autre du chevauchement, les deux échantillons finissent
par avoir une histoire commune (à t6). La ligne tirets épais sur les diagrammes P-T
matérialise le gradient métamorphique qui enregistre le maximum en température
atteint par plusieurs roches recueillies sur l’ensemble de la région. Notons que ce
gradient (ainsi que les trajectoires individuelles des 2 roches) atteint les conditions
de l’anatexie hydratée (matérialisée par la courbe A).
Les mécanismes dynamiques au niveau du manteau lithosphérique sont mal connus.
Une désolidarisation (délamination ou détachement de la plaque) de celui-ci et de
la croûte semble inévitable. Cette désolidarisation entraîne une remontée et une
fusion partielle de l’asthénosphère chaude qui produit des magmas basaltiques (en
noir sur la figure t7) qui intrudent et se refroidissent à la base de la croûte (flèche
isobare du diagramme PT à t8). L’anomalie thermique qui en résulte et la remontée
rapide des roches (qui n’ont pas le temps de se refroidir) sont responsables du
gradient de HT-BP qui succède parfois au gradient de MP-HT (diagramme P-T à t8)
et d’une anatexie volumineuse à l’origine de granites et de la différenciation de la
croûte.
Le point triple des silicates d’alumine (Ky, Sil, And) est porté sur les diagrammes P-T
de t4 à t8. Ophiol. : Ophiolites. Les croix matérialisent la croûte continentale ; en
blanc : lithosphère mantellique ; en gris : asthénosphère ; gris foncé : zone de fusion
partielle dans l’asthénosphère ; en noir : roches magmatiques basiques, dont croûte
océanique.
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