La lithosphère océanique âgée disparaît dans les profondeurs du globe dans les zones de subduction. Ces dernières sont marquées par une intense activité magmatique qui aboutit à une production de croûte continentale.
Quelles sont les caractéristiques du magmatisme de subduction?
- Volcansme et roches volcaniques associées à la subduction :
- Un volcanisme explosif
Livre p 182 et 183
L’activité sismique et volcanique des zones de subduction est intense. On qualifie donc ces zones de marges océaniques actives. Les éruptions volcaniques y sont caractérisées par une forte explosivité.
Cette explosivité est liée à la richesse en silice du magma. En effet, plus un magma est pauvre en silice, plus il est fluide et plus les éruptions sont « calmes ». En revanche, plus un magma est riche en silice, plus il est visqueux et plus les éruptions sont explosives.
Dans les zones de subduction, des volcans émettent des laves souvent visqueuses associées à des gaz et leurs éruptions sont fréquemment explosives.
- Les roches magmatiques des zones de subduction :
Livre page 183
Les roches volcaniques, principalement des andésites et des rhyolites, présentent une structure microlitique qui révèle un refroidissement rapide du magma.
Les roches plutoniques, essentiellement des granitoïdes, présentent une structure grenue qui révèle un refroidissement lent du magma en profondeur.
Toutes ces roches, de composition apparentée, contiennent des minéraux hydroxylés (riches en groupements OH), alors que les péridotites du manteau n’en contiennent pas.
- Subduction et formation des magmas mantelliques
- Les conditions de la fusion partielle dans le manteau des zones de subduction :
Livre page 184 et 185
À la profondeur où sont produits les magmas, la température est insuffisante pour faire fondre des péridotites anhydres. En revanche, des péridotites hydratées peuvent fondre à cette température.
- Un apport d’eau à l’origine de la fusion partielle du manteau :
Livre page 184 et 185
La fusion partielle du manteau à l’origine des magmas est due à l’hydratation de la plaque chevauchante. L’eau nécessaire provient des transformations métamorphiques subies par les roches de la croûte océanique plongeante : les minéraux nouveaux qui se forment sont de plus en plus pauvres en eau. L’eau libérée percole dans le manteau sus-jacent, diminuant ainsi la température de fusion.
La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite libère de l’eau qu’elle a emmagasinée au cours de son histoire, ce qui provoque la fusion partielle des péridotites du manteau sus-jacent.
- La production de nouveaux matériaux continentaux : l’accrétion continentale
- Une évolution de la composition chimique des magmas
La fusion partielle des péridotites hydratées produit un magma originel de composition basaltique. La composition chimique de ce dernier se modifie ensuite :
– Son refroidissement très lent s’accompagne d’une cristallisation progressive, qui commence par celle des minéraux pauvres en silice, ce qui enrichit le magma résiduel en silice ;
– Il peut aussi s’enrichir en silice en fondant les matériaux de la croûte continentale encaissante.
Les roches magmatiques produites (volcaniques et plutoniques) sont essentiellement de composition granitique ou dioritique.
- La mise en place des roches de subduction:
Livre p 188 et 189
Les magmas produits vers 100 à 150 Km de profondeur migrent vers la surface car leur température est beaucoup plus élevée que celle des matériaux encaissants.
Les roches volcaniques proviennent de magmas très chauds qui migrent vers la surface à travers les matériaux du manteau et de la croûte sus-jacents. Ils s’accumulent dans une chambre magmatique jusqu’à ce qu’une éruption les fasse parvenir en surface.
Les roches plutoniques proviennent de magmas qui ne gagnent pas la surface. Ces magmas cristallisent en profondeur en formant des plutons de granitoïdes que l’érosion dégagera plusieurs millions d’années plus tard.
Si une fraction des magmas arrive en surface (volcanisme), la plus grande partie cristallise en profondeur et donne des roches à structure grenue de type granitoïde.
- L’accrétion continentale:
Livre p 190 et 191
Dans les zones de subduction, le plutonisme granodioritique et le volcanisme andésitique sont deux activités responsables d’un apport de matériaux d’origine mantellique dans la croûte continentale de la lithosphère chevauchante.
Ce magmatisme de subduction participe donc à une accrétion continentale.
Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs. L’ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale.
