Histoire de la Terre Processus internes JFM 2010

Histoire de la Terre Processus internes JFM 2010

Evaluation • TD ramassé/noté • Exam en salle (12 Avril 8 h 30 -10 h 30) 1/2 note pour chaque exercice Note « Terre interne » + note « Terre externe » = note totale module « histoire de la Terre »

Processus internes Ø Orogenèse Ø Cycle orogénique Ø Cycle de Wilson • Géologie caractéristique (roches, structures, etc. ) • Déterminants physiques (thermique…) Ø Tectonique des plaques

Rappels : structure de la Terre

Partie supérieure

Plaques lithosphériques

2 cycles orogéniques successifs (région de Caen) 1. cycle calédonien (discordance ante Ordovicien) 2. cycle hercynien (discordance ante Jurassique)

Cycle de Wilson J. Tuzo Wilson 1908 – 1993 http: //geollab. jmu. edu/Fichter/Wilson/wilsoncircl. html

A - Craton stable – supercontinent B – Fissuration continentale - rift C – Dispersion – expansion D, E – Convergence F – Collision intercontinentale G - Craton stable – supercontinent

Plan du cours A - Craton stable – supercontinent B – Fissuration continentale - rift C – Dispersion – expansion D, E – Convergence F – Collision intercontinentale G - Craton stable – supercontinent 1 - Description du site géodynamique 2 – Géométrie de la lithosphère (structure thermique) 3 – Processus tectoniques 4 – Processus sédimentaires 5 – Processus magmatiques 6 – Processus métamorphiques

LITHOSPHERE STABLE Nord-Ontario, Canada – le bouclier canadien

Lithosphère stable 50 100 Isotherme 1300°C 150 km

Bassin intra-cratonique

RIFTS ET MARGES PASSIVES Les Vosges et la plaîne d’Alsace – la limite du fossé Rhénan

Du rifting continental aux marges passives • Tectonique – Rift actif ↔ panache mantellique – Rift passif ↔ extension tectonique de la lithosphère • Sédimentation – Marges passives grasses (10 – 12 km) / maigres (2 – 3 km) • Magmatisme – Marges volcaniques / non volcaniques • Métamorphisme

Géographie, topographie

Rifts et limites de plaques

Géométrie Croûte continentale Rift actif / passif Manteau lithosphérique Rift ½ rift Bombement régional Croûte cntale amincie 100 km 0 Marge cntale Croûte océanique 100 Asthénosphère km 0 100 200 km Panache Soulèvement limité au rift

Rifts continentaux

Evolution d’un rift actif

Rifts actifs

Evolution d’un rift passif

Transition océan-continent (Gascogne)

Structures • Superficielles (cassantes) • Profondes (ductiles)

Structures cassantes superficielles • Failles normales et blocs basculés

Paléo-blocs basculés dans les Alpes http: //www. ac-grenoble. fr/webcurie/google/

Structures ductiles

Structures ductiles profondes Compartiment supérieur (C. Continentale) PR SR Grès Basaltes Zone de cisaillement principale Socle Cataclasite Brèche de péridotite et de Mylonite (sch. Chloriteuxsocle Ultramylonite (métam. BT) Zones de cisaillement (péridotites et gabbros - métam. HT) Compartiment inférieur (Manteau) PR : sédiment post rift SR: sédiments syn rift Ici !

Processus sédimentaires • Sédiments pré- / syn- / post-rift ↔Transition rifting / spreading • Evolution paléogéographique – milieux continentaux lacustres à lagunaires – milieux océaniques proximaux puis distaux

Pré/syn/post rift

Milieux de dépôt

Dolomies du Trias Alpin

Processus magmatiques • Sources mantelliques (rift actif) • Taux de fusion partielle (actif & passif) – Séries différentes

Diversité des sources

Taux de fusion • Rôle de la vitesse d’extension, de l’épaisseur initiale, de la progression du processus …

Différents types de basaltes

Séries alcalines et tholéitiques Alcalin / transitionnel Tholéitique

En général : • (séries hyperalcalines, éventuellement) • Basaltes alcalins • Basaltes tholéitiques de rift • . . Évoluant vers des basaltes tholéitiques océaniques

Série alcaline transitionelle de la Chaîne des Puys

Saturated Ol Cpx Pg NB- and lava equivalents of course !

Monzonite – K-spar, plag, cpx

Alkali granite K-spar simple twins, alkali pyx blue

Alkali granite, microcline (tartan), quartz undulose, biotite, plag and myrmerkite

Undersaturated “Ijolite”. Equivalent to a gabbro except plag is replaced with feldsphatoid: rock consists of augite bio, nepheline

Syenite. KSp, Augite, Olivine

Ne-syenite. Nepheline + Aegyrine

Q 90 90 Quartz-rich Granitoid 60 te 60 Gr ani par lds Fe Monzonite (Foid)-bearing Monzonite Syenite 35 65 Monzodiorite (Foid)-bearing Monzodiorite e nit (Foid) Monzosyenite (Foid) Monzodiorite o e Sy id) (Foid)-bearing Alkali Fs. Syenite Quartz Monzodiorite bbr 10 10 Quartz Monzonite Quartz Syenite 5 A 20 Ga Alkali Fs. Syenite 20 id) Alkali Fs. Quartz Syenite Alk ali e Granodiorite Granite alit Saturated n To Thol. (Fo Under-saturated 60 60 (Foid)olites F Qtz. Diorite/ Qtz. Gabbro 5 Diorite/Gabbro/ 90 Anorthosite P 10 (Foid)-bearing Diorite/Gabbro

« Trapps » tholéitiques

Dolerite (augite, plag ± olivine)

Picrite (basalt with abundat olivine phenocrysts; matrix plag cpx oxide)

Olivine basalt with microphenocrysts of olivine in matrix of cpx, plag and glass. Columbia River basalt.

Métamorphisme de rift