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chapitre 9 disparition des chaines de montagnes

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les déformations tectoniques de compression:

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les déformations tectoniques de compression:

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Cet affleurement correspond à une série sédimentaire affectée par des failles normales, de dimension métrique, visibles au niveau des blocs sombres. Ces failles " meurent " (disparaissent) dans les couches inférieure et supérieure encadrant ces blocs. De plus, on peut observer des failles inverses, de dimension décimétrique, au somment du bloc central (bloc le plus haut).

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Si la surface de la terre était immobile et non renouvellée (vieille), elle serait semblable à la surface de son satellite, la Lune, criblée d'impacts météoritiques; (même si l'eau, l'atmosphère, et surtout de la vie modifient aussi profondémment les paysages).

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Sources L'cume de la Terre, Claude Allgre, Fayard, le temps des sciences, 1983 La tectonique des plaques , Jean Aubouin (Encyclopedia Universalis 2010: E.U.) Une rvolution dans les sciences de la Terre, A.

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LES ROCHES METAMORPHIQUES : TEMOINS DE L'EVOLUTION THERMIQUE DE LA LITHOSPHERE DANS LE TEMPS ET DANS L'ESPACE

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LES ROCHES METAMORPHIQUES : TEMOINS DE L'EVOLUTION THERMIQUE DE LA LITHOSPHERE DANS LE TEMPS ET DANS L'ESPACE

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Licence de Sciences de la Terre

J'insiste dans ce cours sur l'intérêt de l'étude des roches métamorphiques en tant que fossiles de la situation thermique dans la lithosphère. La logique de l'exposé est de faire la démarche scientifique permettant d'aboutir à un modèle thermo-mécanique d'une chaîne de montagnes.

Les liens renvoient aux figures et photos.

INTRODUCTION : métamorphisme: transformations à l'état solide lorsque T, Pression lithostatique (PL) et Pression fluide (PF ) changent ; en conséquence, métamorphisme = informations sur :

SITUATION THERMIQUE DE LA LITHOSPHERE : flux de chaleur, sources et transferts de chaleur ; isothermes etgéothermes ; les instabilités thermiques dans la L (modifications thermiques au cours d'un épaississement./amincissement).

Comment obtenir ces informations ? (les roches méta sont des "fossiles thermiques"). Pourquoi etComment les roches recristallisent-elles ?

Notion de trajectoire PTt et de gradient métamorphique. La diversité des trajets P T t en fonction du contexte géodynamique.

GENERALITES ET DEFINITIONS :

Les Limites du Métamorphisme. Localisation et abondance des roches méta. (majorité de la croûte (et L) ; produites dans tous les contextes géodynamiques ; à l'affleurement dans les zones orogéniques)

Les principaux gradients métamorphiques, dans l'espace PT (différents du géotherme moyen : témoignent donc de conditions anormales)

Les différentsfaciès métamorphiques.

Influence de la composition chimique (règle des phases, représentation graphique, exercice cartographique, Diagrammes ACF, A'KF,AFM ; voir ces diagrammes en 3D) ; les différentes séquences.

Quelques mots sur la métasomatose.

Déstabilisation du grenat en cordiérite dans un régime de déformation non coaxiale

Les textures ( relations cristallisation-déformation ; chronologie relative)

LES PRINCIPALES SERIES METAMORPHIQUES :

Les métamorphismes locaux (dynamo-méta. et méta. thermique) ...

Le métamorphisme de contact :
Ex. de Ballachulish (l'auréole, les isogrades, les paragenèses, le tracé du grdt méta ds l'espace PT)

Modélisation mathématique.

Métamorphisme de contact, résultat de la redistribution de la chaleur depuis les parties profondes (par convection-libération de la chaleur latente de crist.-conduction) ; le gradient méta. est différent du géotherme à t donné.

... et régionaux

1 - Le métamorphisme . de Hautes Pressions - Basses Températures :

Localisation ( zones de convergence actives, récentes : océan-cont., cont.-cont. ; rares ds les orogènes anciens).

Paragenèses - dans les métapélites (pas de biot., mais phengite ; minéral spécif. : carpholite ; à HP-"HT" les faciès SB et éclogite sont relayés par le "faciès"schistes blancs (à talc-Ky).
- dans la séquence Q-F (contrairement aux autres grdts méta., modification minéralogique significative avec : Jadéite, lawsonite, phengite.)
- dans la séquence basique (association caractéristique dans le facièsSchistes Bleus : glaucophane -lawsonite (+ Chl, pheng., sphène, rutile, albite/jadéite) ; dans le faciès éclogite :omphacite - Grenat (+acc.) ; on définit 3 groupes d'éclogites).

Exemple régional : les Alpes, du Queyras au Viso

2 - Le métamorphisme de MP :

Localisation dans les chaînes anciennes prétérozoïques et paléozoïques et plus rarement dans les chaînes plus récentes et archéennes.

- lithologie variée (pélites, métabasites, etc.) depuis les facièsSV - Amph. et l'anatexie ; présence de reliques rares d'éclogites "B" (=HT) et métapéridotites.
- paragenèses dans les métapélites et tracé du gradient méta : carte des isogrades, minéralogie des Gneiss à 2 Micas, à Grenat, à Disthène , à Staurotide, à Sillimanite, d'anatexie = tracé du gradient méta ; représentation des paragenèses dans un diagramme AFM.)
- 1 mot sur les paragenèses des métabasites (réactions continues).

Exemple régional : le dôme du Lévezou en Rouergue, MCF.

3 - Le métamorphisme de BP-(HT) :

Rares dans les chaînes récentes ; commun à l'archéen.

- paragenèses dans les métapélites du facièsSV à l'anatexie et facièsgranulite ; minéralogie ds les métapélites : 2 micas, andalousite, cordièrite, Sillimanite, disparition de la musc, anatexie, orthopyroxène (charnockite d'Ansignan, Agly)

Exemples régionaux : Massif de l'Agly (Pyrénées), du Pilat-Velay (MCF) (surimposition d'un grdt de BP sur un grdt de MP).
Le métamorphisme dans la croûte océanique.

Modélisation numérique des gradients métamorphiques de MP-HT et BP-HT

Anatexie :

les migmatites, description ; origines, historique des expérimentations, migmatisation et genèse des granites.

MECANISMES DES TRANSFORMATIONS METAMORPHIQUES :

La règle des phases : relations nombre de phases - nbre de constituants chimiques.

Les réactions continues - discontinues sur l'exemple des métapélites de Whetstone lake en Ontario : succession de triangles AFM séparés par des réactions discontinues ; à l'intérieur des triangles, la composition des phases changent : réactions continues.

Les différents types de réactions :

solide - solide : polymorphique, d'exsolution, interminérales entre phases pures, entre phases solution solide.
solide - solide hydraté : importance, localisation et nature des fluides (fluides libres, notion de pression partielle de fluide, fluides adsorbés, fluides liés) ;influence des fluides sur la stabilité des mnx: l'effet tampon (système ouvert, syst. fermé) : retour à Whetstone lake en Ontario.

Evaluation, élaboration d'une grille pétrogénétique :

Méthodes géométriques de construction des diagrammes de phases : principe, syst. à un, puis 2 constituants.
Géothermo-barométrie.

Cinétique des réactions :
Métastabilité et Préservation des Paragenèses, l'exemple du Cap Creus ; vitesse de réaction et complexe d'activation, les facteurs contrôlant la réalisation d'une réaction (dissolution, migration, rassemblement sur le site de nucléation, nucléation, croissance ; vitesse de diffusion, influence de la fluide, de la déformation) ; l'exemple de la métastabilité des silicates d'alumine : "le dépassement de T" ; les solutions (catalyseur, assemblages intermédiaires, nécessité d'un solvant)

CONTEXTE GEODYNAMIQUE DU METAMORPHISME :

Le premier modèle d'interprétation géodynamique du métamorphisme : le concept de ceintures doubles de Miyashiro;

Répartition des différents gradients métamorphiques dans le tremps ; Problème de la préservation des paragenèse de HP-BT ; Evolution du métamorphisme au cours de l'histoire du globe :
Proposition d'un modèle d'Evolution thermo-mécanique d'une chaîne

Nature de la croûte continentale inférieure et différenciation intracrustale.

Terrain : Evolution thermo-mécanique d'un contact majeur profond dans la chaîne hercynienne : la fenêtre tectonique du Céloux (Ht Allier) (1 journée).

TRAVAUX DIRIGES ET PRATIQUES

Travaux Dirigés : (7 séances de 3h)

Séances 1 et 2 - Représentation graphique des paragenèses métamorphiques.

Séances 3 et 4 - Analyse géométrique des relations des phases : élaboration d'une Grille Pétrogénétique.

Séance 5 - Thermo-barométrie et Notions de Cinétique des Réactions.

Séances 6 et 7 - Modélisation de l'Evolution Thermique de la Lithosphère avec les logicielsMETAMOD et METAMORPH.

Travaux Pratiques : (5 séances de 3h).

Séance 1 - Le métamorphisme de Moyennes Pressions - Hautes Températures :élaboration du gradient métamorphique grâce à l'étude de lames minces de métapélites du dôme du Levezou (Rouergue, Massif Central). Les conditions PT mises en évidence sont-elles compatibles avec les conditions PT des reliques éclogitiques présentes dans le complexe "leptyno amphibolitique"? On replacera les quelques paragenèses des métapélites étudiées dans un diagramme AFM afin de noter que de nombreuses autres paragenèses sont possibles.

Séance 2 - Le gradient métamorphique de Hautes Pressions-Basses Températures : les paragenèses dans les différentes lithologies.

Séance 3 - Elaboration de la trajectoire P T t d'un gabbro de la croûte océanique impliqué dans une collision intra continentale. Voir le livre"A la recherche des océans disparus dans les montagnes françaises"

Séance 4 - Métamorphisme de H T - BP et Cisaillements Ductiles (Cap Creus, Espagne) :relation déformation et cinétique de cristallisation.On montre que les roches métamorphiques enregistrent les conditions P-T aussi longtemps que la déformation se poursuit dans des cisaillements tardifs.

Séance 5 - Le métamorphisme de Hautes - Températures (et Ultra Hautes Températures) - Basses Pressions et exhumation tectonique (Pilat- Velay, Zone d'Ivrée, Madagascar, Antarctique, Thermométamorphisme).

BIBLIOGRAPHIE

A la recherche des océans disparus dans les montagnes françaises - ou - Le trajet d'un gabbro de la croûte océanique - 2013 - Nicollet C. et Laverne C. Ed. Quae

( Métamorphisme et Géodynamique - 2010- 2015, 2ème éd. - Nicollet C.- DUNOD. - voir la Table des Matières ?)

Métamorphisme - 1999 - Nicollet C., Encyclopedia Universalis. Voir l'article au format PDF.

Métamorphisme et Géodynamique - 2016 - Nicollet C., (nouvelle version de l 'article précédent) "Encyclopédie Universalis en ligne" et 2017 "La Science au Présent" , p. 204-218.

Microtextures des Roches Magmatiques et Métamorphiques - 1980 - JP Bard, Ed. MASSON.

Metamorphic Phase Equilibria and PressureTemperatureTime Paths - 1995 - Frank S. Spear, Mineralogical Society of America MONOGRAPH

Principles of Metamorphic Petrology - 2008 - R.H. Vernon and G.L. Clarke, Ed. Cambridge University Press

Petrogenesis of Metamorphic Rocks - 1994 - by K.Bucher and M.Frey, 6th Edition, Springer-Verlag

An Introduction to Metamorphic Petrology - 1989 - Bruce Yardley, Longman Earth Science series

Atlas des roches métamorphiques - 1995 - Yardley B.W.D., Mackenzie W.S., Guilford C. , 1995 , Ed. MASSON

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licence et master des sciences de la terre

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Licence de Sciences de la Terre J'insiste dans ce cours sur l'intérêt de l'étude des roches métamorphiques en tant que fossiles de la situation thermique dans la lithosphère. La logique de l'exposé est de faire la démarche scientifique permettant d'aboutir à un modèle thermo-mécanique d'une chaîne de montagnes.

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Cours 4 : Structure et composition de la Terre

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Support du cours pour la classe inversée Structure et composition de la Terre Licence première année, Géosciences 1 Université Claude Bernard Lyon 1

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TransAlpes est une Application Pédagogique d'Internet (APi). Elle rassemble des informations disponibles sur le Web, ou créées pour l'occasion, dans le but de mener à bien une activité à objectif pédagogique.

Cette activité, quelle est-t-elle ?.. Vous allez réaliser une promenade virtuelle dans les Alpes en plusieurs étapes, et, pour chacune d'elle, compléter un tableau, directement en ligne ("Fiche Travail") qui constituera vote compte rendu de TP... L'objectif général étant d'identifier différents "marqueurs" caractéristiques des chaînes de montagnes de collision.

A chaque étape de ce "rallye", un indice vous indique quel type d'éléments doivent être recherchés dans la fenêtre des "Informations de terrain" (obtenue par un clic sur l"icône "x"). Après l'étude des documents concernés (texte, photos, schémas, etc) il ne vous restera qu'à compléter votre compte-rendu via la "Fiche de travail".
Remarque : Certaines étapes proposent un onglet "3D" donnant accès à un fichier kmz concernant la zone étudiée, fichier que vous pourrez ouvrir et visionner si vous disposez de GoogleEarth.
La fenêtre "En savoir plus..." donne accès à des sources externes (Pages de C. Nicollet, Geol-Alp, etc) se rapportant aux sujets abordés dans les différentes étapes. (bien sûr, la page change en fonction de l'étape étudiée)

Pour démarrer, ouvrez le panneau "On y va !.." ci-dessous puis choisissez la première étape dans le menu. (Note : Si les animations manquent de fluidité, vous pourrez réduire leur vitesse d'exécution grâce au sélecteur du menu - Mode normal = 1:1)

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TransAlpes est une Application Pédagogique d'Internet (APi). Elle rassemble des informations disponibles sur le Web, ou créées pour l'occasion, dans le but de mener à bien une activité à objectif pédagogique. Cette activité, quelle est-t-elle ?..

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TS_Bilan_Chapitre2_La formation d'une chaine de collision; les Alpes

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TS_Bilan_Chapitre2_La formation d'une chaine de collision; les Alpes

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Diagramme Pression (P) et Température (T) des domaines de stabilité de minéraux repères (silicates d'alumine : disthène, andalousite et sillimanite) et différentes réactions métamorphiques en fonction des conditions P-T - Banque de Schémas - SVT - Académie de Dijon

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Accueil du site > BDS Secondaire- banque de schémas- > Tectonique des Plaques > état de la matière -fusion, cristallisation,.. > Diagramme Pression (P) et Température (T) des domaines de stabilité de minéraux repères (silicates d'alumine : disthène, andalousite et sillimanite) et différentes réactions métamorphiques en fonction des conditions P-T

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TS_Le recyclage de la croûte océanique et de la croûte continentale

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TS_Le recyclage de la croûte océanique et de la croûte continentale

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TS_Le recyclage de la croûte océanique et de la croûte continentale

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Vidéo qui résume le recyclage de la CO dans le manteau et le recyclage en surface de la CC. Ce recyclage différent explique en partie les âges différents des deux types de croûtes.

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Sans titre - Sciences de la Vie et de la Terre

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résumé des cours, schéma de synthèse et exemples

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Sciences de la vie et de la Terre - première & terminale S - Tâches complexes et évaluation

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SCHEMA DE L' OBDUCTION SUR LA MARGE ARABE A L'ORIGINE DES OPHIOLITES D'OMAN

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Document scolaire schéma Terminale S SVT mis en ligne par un Professeur SVT intitulé SCHEMA DE L' OBDUCTION SUR LA MARGE ARABE A L'ORIGINE DES OPHIOLITES D'OMAN

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Banque de sujets en DNL SVT langue anglaise - Sciences de la Vie et de la Terre

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Les banques 2012 et 2013 des sujets en DNL SVT langue anglaise.