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Thème 1-B-2 La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes

Problème : Comment expliquer la présence des chaînes de montagnes ?

Pour répondre, nous allons rechercher des indices géologiques en étudiant différents sites

localisés dans la chaîne des Alpes.

Plan du cours

ci-après un " plan de cours » possible, précisant les points essentiels à retenir.

épaississement crustal

*Indices tectoniques :

1er arrêt -> failles inverses ; chevauchements avec nappes de charriages = déformations

cassantes de la croûte continentale et de sa couverture (" écaillages »)

2ème arrêt -> plis dans la roche= déformation ductile

*Indices pétrographiques :

3ème arrêt :

-gneiss (= métamorphisme) -> plis et fusion des migmatites

Tous ce

lithosphérique.

II. Les indices permettant de reconstituer

3ème arrêt :

(1) failles normales -> blocs basculés et volcanisme au Trias Î Déchirure continentale = rifting continental (2) ->éocène (3) Collision continentale (v suture entre les deux plaques continentales (= ophiolites : arrêt 4).

III. Les preuves de la subduction

Î La tomographie sismique

Î ations minéralogiques (ex : métagabbro de Queyras)

IV. Explication de la subduction

Les pages suivantes présentent les différents arrêts, ainsi que les ressources complémentaires

vues en classe. Suite à chaque arrêt, le cours correspondant est repris. Attention : les activités faites en classe ne figurent pas dans ce document. Comprendre la formation d'une chaŠne de montagnes. Cas d'Ġtude : les Alpes occidentales Premier arrêt : Le Col du Lautaret (45°4'16.80'' N 6°1'2.91'' E)

La couverture sédimentaire correspond à des sédiments qui se sont déposés sur un socle continental (= croûte continental) puis endurcis. Leur présence témoigne donc de la

prĠsence passĠe d'une mer Ġpicontinentale (= située au-dessus de la croûte continentale).

Deuxième arrêt : L'Anticlinal de Sassenage (45Σ13'08.2''N 5Σ41'00.6'' E)

COURS :

A. Les indices tectoniques d'un Ġpaississement crustal (Arrêts 1 et 2) L'anticlinal de Sassenage est un pli affectant la couǀerture sĠdimentaire. Il rĠsulte d'une déformation lente et non cassante de la roche. Le col du Lautaret montre donc l'edžistence de plusieurs chevauchements de couches sédimentaires. Ces couches se sont déplacées sur plusieurs kilomètres grâce au jeu de grandes failles inverses (= déformation cassante). On parle alors de nappes de charriage (cf doc 4 p 153) NB : A de nombreux endroits, les géologues ont montré que le socle continental granitique

est affecté par les failles inverses (-> écaillage de la croûte continentale = superposition de

plusieurs lambeaux de croûte). Ces chevauchements successifs ont pour conséquence un épaississement progressif de la croûte continentale ă l'origine du relief positif montagneux. Failles inverses et plis se sont mis en place suite à des contraintes tectoniques compressives (postĠrieures ă l'oligocğne).

Schéma de failles à savoir reproduire

Troisième arrêt ͗ Le Col d'Ornon (44Σ58'37,45'' N 5Σ57'37,10[[

NB : Le socle est daté de plus de 300 Ma

Ressources compémentaires :

Document 1 : Les migmatites

Document 2 : Jeu de faille et répartition des âges des terrains après érosion (processus détaillé -> suite du cours de TS !)

On constate sur ces schémas que pour une même orientation de la " pente ͩ d'une faille (с pendage) la rĠpartition des ąges de part et d'autre du plan de faille aprğs Ġrosion n'est pas la mġme

Cours :

B. Les indices pétrographiques d'un épaississement crustale (Arrêt 3)

Roches de la croûte continentale

(= socle continental)

Caractéristiques

granite

Roche plutonique grenue

Q Fd Micas

Gneiss (doc 1 p 154)

Même composition minéralogique que le granite dont il est issu, mais les minĠraudž se sont rĠorientĠs selon un plan d'aplatissement (с organisation de la roche en plan с schistositĠ) sous l'effet de contraintes tectoniques (+ augmentation de la température) Réorganisation des minéraudž ă l'Ġtat solide sous l'effet de ǀariation de pression et/ou température-> le gneiss est une roche métamorphique.

Migmatite (doc 5 p 155)

Même composition minéralogique que le gneiss dont elle est issue suite à une fusion partielle.

Le géotherme d'une CC de 30 km ne

permet pas d'atteindre le point de fusion partielle. Pour expliquer la présence de migmatites dans les chaînes de montagnes, il faut donc prendre en compte l'Ġpaississement crustale (-> enfoncement du Moho) + un décalage vers la droite du géotherme (preuǀe d'une croûte épaissie plus chaude ; cf explications dans la suite du cours !).

Voir aussi docs 5 et 6 p 155

Cours :

C. Reconstitution (simplifiée ͊) de l'histoire prĠ-orogénique de la chaîne des Alpes (Arrêt 3)

Les chaŠnes de montagnes prĠsentent des traces d'anciennes marges continentales passiǀes. Au moment de la

compression orogénique, les anciennes failles normales de ces marges ont rejoué en failles inverses, contribuant

ainsi au raccourcissement et ă l'apaississement crustal.

Rappels de 1ère S sur la disposition des dépôts sédimentaires au niveau des marges passives :

Quatrième arrêt : Le Massif du Chenaillet (44°53'32.6'' N 6°43'11.5'' E)

Ressources complémentaires :

Document 1 : Informations apportées par les microfossiles. Exemple de microfossiles : le groupe des radiolaires Les radiolaires font partie du zooplancton ou plancton animal. Ces organismes dont la taille est comprise entre 50 et 300 µm1 sont es Eucaryotes monocellulaires (protistes).Ils possèdent un squelette à base de silice (on parle de plancton siliceux) autour duquel rayonnent de fins pseudopodes (permettant ă l'organisme de s'alimenter, se dĠplacer, etc) Exemple de microfossiles : le groupe des foraminifères

Les foraminifères (du latin foramen, " trou ») forment un embranchement, caractérisés par

leur squelette minéral calcaire perforé. Ce sont des organismes extrêmement abondants depuis plusieurs centaines de millions d'années. Leur taille varie généralement de 38 µm à 1 mm. On en recense actuellement plus de 6000 espèces vivantes connues. Le graphique ci-contre présente le pourcentage de dissolution des coquilles de type calcaire (foraminifères et coccolithes) ou siliceuses (radioaires) en fonction de la profondeur. Question : Quel groupe de microorganismes domine dans les sédiments au-delà de 5 km de profondeur ? justifiez.

Document 2 : Le métamorphisme hydrothermal.

céanique via les failles présentes (= circulation hydrothermale).

aǀec les molĠcules d'eau pour former des minéraux nouveaux hydratés ; ces transformations se rĠalisant ă l'Ġtat solide. On parle de METAMORPHISME hydrothermal.

Cours D. Les indices d'une océanisation (Arrêt 4 )

Quatrième arrêt : le massif du Chenaillet

Voir aussi livre page 164

(1) Le massif du Chenaillet se compose de plusieurs roches, à votre disposition. Remplir le tableau suivant :

(3) Quels problèmes peut-on se poser en étudiant le massif du Chenaillet ?

retrouvée charriée sur une lithosphère continentale. Sa présence au niveau de la chaîne des Alpes témoigne de

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