Activité 21 - Le magmatisme des zones de subduction

Problématique : Quelle est l'origine des différentes roches magmatiques issues d'une zone de subduction ?

 

A – L’activité magmatique

1

A l'aide de Sismolog, complétez le tableau.

Document 1

Logiciel Sismolog

Exprimer et exploiter des résultats en utilisant les TIC

2

En faisant s'afficher les volcans, cherchez sur différentes coupes à quelle profondeur du plan de Bénioff peuvent être associés les arcs volcaniques qui bordent les zones de subduction.

3

Dans quelles conditions se forme le magma de ces arcs volcaniques ?

Livre p 184 doc. 1 et 2

Recenser, extraire et organiser des informations.

 

 

 

 

B – Les roches magmatiques

4

Créez une fiche d’identification pour chacune des quatre roches magmatiques à votre disposition (Andésite, Diorite, Granite, Rhyolite).

Aide : votre fiche doit comporter une photo de l’échantillon de roche, une photo légendée de la lame mince en lumière naturelle, une photo légendée de la lame mince en lumière polarisée.

Echantillons de roches

Manifester sens de l’observation.

5

Pourquoi, à partir d’un même magma, obtient-on des roches différentes ?

Document 2

Document 3

Recenser, extraire et organiser des informations.

Document 1 : Différences entre zones de subduction

 

Plaque 1

Sens de la subduction

Plaque 2

Profondeur maximale des séismes (en km)

Vitesses de subduction

(en cm/an)

Nazca

 

Sud-américaine

 

9,3

Cocos

 

Nord-américaine

 

9,5

Indienne

 

Pacifique

 

8,2

Nord-américaine

 

Pacifique

 

3,5

Pacifique

 

Philippines

 

1,2

Philippines

 

Eurasiatique

 

6,7

Indienne

 

Eurasiatique

 

6,7

Pacifique

 

Eurasiatique

 

7,5

Document 3 : Les roches magmatiques des zones de subduction

 

La différence entre basalte et gabbro, andésite et diorite, rhyolite et granite, ne se situe pas au niveau de la composition qui est la même pour chacune des paires, mais au niveau de la cristallinité, soit la taille des cristaux :

- la cristallisation de lave à la surface de la croûte est rapide, ce qui produit de très petits cristaux. La roche résultante sera une roche à fins cristaux.

- la cristallisation du magma à l'intérieur de la croûte terrestre est lente puisque le refroidissement est lent. Les cristaux seront gros, généralement bien visibles.

Les magmas proviennent tous du manteau. Les roches magmatiques, issues de la cristallisation des magmas, devraient donc avoir toutes la même composition. Ça n'est pas le cas. Pourquoi?

Prenons un  magma qui refroidit dans une chambre magmatique. Les cristaux ne vont pas se former tous en même temps car ils n’ont pas tous la même température de fusion :

- les premiers minéraux à cristalliser sur le bord de la chambre seront l’olivine puis les pyroxènes et l’amphibole. Ceci donnera un gabbro. Le liquide résiduel sera donc appauvri en ces minéraux et donc le magma de composition différente de sa composition initiale.

- si ce magma résiduel est introduit dans une chambre secondaire et qu'il poursuit son refroidissement, les premiers minéraux à cristalliser seront les amphiboles, les biotites, le quartz et certains feldspaths, ce qui produira une diorite.

            - si ce magma résiduel fait son chemin jusqu'à la surface, on aura des laves andésitiques.

Ainsi, à partir d'un magma de composition donnée, on peut obtenir plus d'un type de roche ignée. Le magma devient de plus en plus riche en silice, ce qui donne des laves de plus en plus visqueuses (et donc un volcanisme de plus en plus explosif).