Fiche de révision : Traces du passé tectonique terrestre

📋 Plan du Cours

1. Âges continentaux et chaînes orogéniques
2. Rifts et anciennes marges passives
3. Ophiolites et océans disparus
4. Métamorphisme de la lithosphère océanique
5. Collision et déformation continentale
6. Cycles de Wilson et évolution des Alpes

📅 Repères chronologiques

1. -245 MaTous les continents sont réunis en un seul, la Pangée.
2. -180 MaLa remontée de l’asthénosphère provoque le début de l’extension, avec l’apparition de failles normales et de blocs basculés, et la naissance de l’océan alpin.
3. -140 MaL’océanisation est complète et de la croûte océanique apparaît.
4. -80 MaLa compression entre l’Afrique et l’Europe provoque la subduction de la croûte océanique du côté de la plaque africaine.
5. -30 MaLa subduction a fait place à une collision, dont les marqueurs comprennent un relief, une racine crustale, des plis, des failles et des nappes de charriage.

📖 1. Âges continentaux et chaînes orogéniques

★ À maîtriser

• Les roches continentales couvrent pratiquement les 4,55 milliards d’années de l’histoire de la Terre.

📌 Les chaînes récentes comme les Alpes et les Pyrénées présentent un relief prononcé et des traces de collision, tandis que les chaînes anciennes comme le Massif Central et le Massif Armoricain ont un relief plus faible.

• Les ceintures orogéniques sont de vastes alignements de chaînes de montagnes formées par la convergence de plaques lithosphériques.

Compléments

• L’orogenèse alpine est datée de 35 Ma et l’orogenèse hercynienne est également appelée orogenèse varisque.

💡 Astuce mémo

Alpes au relief prononcé, massifs anciens au relief faible

📖 2. Rifts et anciennes marges passives

🔑 Notions clés & Définitions

• Évaporites : Roches issues de la précipitation chimique d’ions minéraux lors de l’évaporation des eaux de ruissellement, comme le gypse et le sel.

★ À maîtriser

• Dans un rift continental, la distension étire et amincit la croûte, qui se fracture en failles normales et en blocs basculés délimitant des fossés d’effondrement.

• Dans les rifts, l’amincissement crustal est marqué par la remontée du Moho et un magmatisme basaltique axial lié à la remontée de l’asthénosphère et à la fusion partielle de la péridotite.

• Les sédiments se distinguent selon leur période de dépôt :

  • Les sédiments pré-rift se déposent avant le rift en milieu continental.
  • Les sédiments syn-rift se déposent pendant le rifting et le basculement des blocs.
  • Les sédiments post-rift se déposent après le rifting en milieu océanique.

Compléments

• Les failles normales des rifts peuvent s’incurver près du manteau et sont alors appelées failles listriques.

• Les rifts sont associés à des séismes fréquents, peu profonds, d’environ 10 km, et de magnitude moyenne proche de 5.

• Les sédiments pré-rift contiennent beaucoup de particules de quartz issues de l’érosion du granite et ne présentent pas de fossiles marins.

💡 Astuce mémo

Étirement, blocs basculés, bassins sédimentaires

📖 3. Ophiolites et océans disparus

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolites : Lambeaux de lithosphère océanique comprenant notamment des basaltes en coussin, des gabbros et des péridotites serpentinisées.
• Obduction : Charriage de roches de la lithosphère océanique sur un domaine continental pendant la convergence des plaques.
• Suture : Jonction entre des blocs continentaux réunis après la fermeture d’un domaine océanique, souvent marquée par des ophiolites.

📝 Points essentiels

• Les basaltes en coussin des ophiolites rappellent les pillow-lavas formées au fond des océans dans l’axe des dorsales.

• Les gabbros des ophiolites sont des roches grenues composées de pyroxène et de feldspaths plagioclases, parfois légèrement métamorphisées et porteuses d’hornblende.

• Les ophiolites du Chenaillet affleurent à plus de 2 500 m d’altitude dans les Alpes, près de Briançon-Montgenèvre.

💡 Astuce mémo

Un fragment de fond océanique charrié en altitude sur un continent

📖 4. Métamorphisme de la lithosphère océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Métamorphisme : Transformation d’associations minérales à l’état solide lorsque les conditions de pression et de température changent.
• Faciès métamorphique : Regroupe des roches contenant des associations minérales caractéristiques d’un domaine de pression et de température où elles sont stables.

★ À maîtriser

📌 Le métamorphisme hydrothermal associé à l’expansion océanique est de basse température et basse pression, tandis que les schistes bleus et les éclogites témoignent d’un métamorphisme de basse température et haute pression en subduction.

• Les schistes bleus contiennent du glaucophane et témoignent de conditions de basse température et de haute pression pouvant correspondre à un enfouissement jusqu’à 50 km de profondeur.

• Les éclogites sont caractérisées par l’association de grenat et de jadéite et sont rencontrées dans les zones de subduction.

Compléments

• Lors de la subduction, les roches océaniques enfouies subissent des transformations minéralogiques, puis peuvent être exhumées et retrouvées en surface.

💡 Astuce mémo

Schistes verts, schistes bleus, éclogites : l’enfouissement augmente la pression

📖 5. Collision et déformation continentale

★ À maîtriser

• Après la subduction totale de l’océan, les lithosphères continentales entrent en collision, car leur densité ne leur permet pas de s’enfoncer dans l’asthénosphère plus dense.

• La compression de collision raccourcit et épaissit la lithosphère et produit des plis, des failles inverses et des nappes de charriage.

• Les marqueurs tectoniques d’une collision comprennent :

  • Les plis
  • Les failles
  • Les nappes de charriage
  • Les chevauchements
  • L’épaississement de la croûte par empilement de nappes
  • Le déplacement de terrains

Compléments

📌 Les plis sont des déformations souples qui se forment plutôt en profondeur, tandis que les failles inverses sont des déformations cassantes plutôt proches de la surface.

• Dans les terrains alpins, des discordances montrent que des roches plus anciennes chevauchent des roches plus jeunes.

💡 Astuce mémo

La convergence comprime, raccourcit et épaissit la lithosphère

📖 6. Cycles de Wilson et évolution des Alpes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycles de Wilson : Modèle décrivant l’alternance de phases de fragmentation des continents, d’ouverture océanique, de subduction et de collision formant des chaînes de montagnes.

★ À maîtriser

• Dans le cycle de Wilson, la subduction de la lithosphère océanique est suivie de la collision des blocs continentaux, puis de la formation d’une chaîne, de son érosion par pénéplanation et d’une nouvelle distension ouvrant un domaine océanique.

Compléments

• Les cycles orogéniques seraient liés à des mouvements convectifs dans le manteau.

• La Pangée a réuni les continents entre 300 et 200 millions d’années avant le présent.

💡 Astuce mémo

Pangée, extension, océan, subduction, collision