Volcanisme des zones de subduction

Géologie
krakatoa
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Volcanisme des zones de subduction

Messagepar krakatoa » 09 févr. 2012, 15:44

Bonjour,
Lors d'un voyage sur l'archipel du Vanuatu, j'ai pu constater que la viscosité des laves était très différente des autres zones de subduction; notamment le cratère du volcan "Marum" est occupé par un lac de lave très fluide, et le volcan Yasur émet une lave à l'origine de basaltes riches en plagioclases; pourquoi dans certaines zones de subduction alors que le moteur de la fusion des péridotites est l'eau qui établit des liaisons de faible énergie avec le silicium et conduit à un magma andésitique dans cette région du globe on a des magmas basaltiques ? Est-ce à dire que la croûte subductante fond aussi ou bien y-a-t-il d'autres processus? Merci par avance

Georges CEULENEER
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Re: Volcanisme des zones de subduction

Messagepar Georges CEULENEER » 15 févr. 2012, 17:40

Bonjour,

Contrairement à une idée assez répandue, la fusion de la croûte océanique plongeante (entraînée par la subduction de la plaque lithosphérique) contribue rarement à la production de magmas au niveau des arcs insulaires et des cordillères. La raison est assez simple: la plaque se thermalise trop lentement. Autrement dit, lorsqu'elle devient suffisamment chaude pour fondre (à basse pression), elle a plongé à des profondeurs telles que la pression est devenue trop forte pour permettre la fusion des eclogites ou des amphibolites à grenat, roches dans lesquelles la croûte basaltique s'est transformée. Ca c'est la théorie. Concernant les observations, les laves d'arc ne présentent en général pas les signatures géochimiques caractéristiques de fusion partielle d'une roches riches en grenat (comme par exemple un appauvrissement marqué en terres rares lourdes). Donc les observations sont en accord avec la théorie. Ce phénomène de fusion de la croûte plongeante se produit, malgré tout, quelques fois, dans des conditions très particulières et rarement réalisées (à l'époque actuelle du moins) : lorsque c'est la dorsale océanique qui est engloutie par subduction. Cette situation existe au Sud du Chili au niveau de la péninsule de Taitao, et dans le golfe de Californie. Le manteau sous les dorsales est beaucoup plus chaud que dans les plaques vieilles, la thermalisation a lieu plus rapidement, et les hautes températures sont réalisées à beaucoup moins grande profondeur. Les amphibolites à grenat peuvent donc subir le phénomène de fusion partielle. Les laves produites par ce phénomène sont très particulières et n'ont rien de basaltes: c'est ce qu'on appelle des adakites, qui sont des laves très riches en silice et relativement pauvres en potassium, de type dacite, caractérisées par l'appauvrissement en terres rares lourdes diagnostiques de la fusion en présence de grenat.

Des magmas basaltiques (au sens très large du terme) sont produits en abondance au niveau des zones de subduction. Le mécanisme que l'on envisage fait en effet intervenir de l'eau, comme vous le dites très bien. Les données pétrologiques sont compatibles avec le modèle suivant: au fur et à mesure des transformations métamorphiques, la croûte et le manteau altérés de la plaque plongeante se déshydratent. Les fluides (riches en eau) libérés percolent vers la surface et induisent la fusion partielle hydratée des péridotites du coin mantellique surplombant la plaque plongeante, qui est plus chaud que celle-ci. Les magmas produits ont des en général des compositions intermédiaires entre une composition basaltique et une composition andésitique (on parle d'andésites basaltiques ou de basaltes andésitiques, il n'y a pas de frontière bien nette entre ces deux types de magmas...). Les magmas andésitiques sont, en gros légèrement plus riches en silice que les magmas basaltiques, la fusion en présence d'eau favorisant, comme vous dites, l'incorporation de la silice dans le liquide. Le problème que vous évoquez de voisinage de types de laves très différents, en surface, vient du fait que l'environnement d'arc est propice à la différenciation par cristallisation fractionnée, l'épaisseur de lithosphère et de croûte à traverser étant beaucoup plus importante qu'aux dorsales, ce qui permet de pousser les taux de cristallisation beaucoup plus loin (les "vraies" andésites, riches en phénocristaux de plagioclase, sont des laves très fractionnées). La palette des types de laves émises en zone de subduction est donc beaucoup plus large que celles émises aux dorsales.


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