1ere spé SVT/TP/Montrer les phénomènes de déshydratation et d’hydratation des zones de subduction

Schéma du fonctionnement d’une zone de subduction

Comment se forme le magma à l’origine des andésites mises en place lors des éruptions volcaniques explosives ?

Comme le montre le schéma, on pense que la plaque plongeante libère de l’eau qui abaisse le point de fusion des roches situées au dessus, comme l’eau abaisse le point de fusion du sucre lorsque l’on fait du caramel.

Mais quelle preuve a-t-on que ce scénario est le bon ?

Nous allons prouver en deux temps :

1. que les andésites (et les granodiorite qui se forment dessous) sont des roches hydratées;
2. que les roches de la plaque plongeante se déshydratent.

1-La production de roches hydratées:

Dans cette partie nous cherchons à prouver que l’andésite et la granodiorite sont deux roches hydratées, c’est à dire riches en eau.

Matériel :

Roches et lames de :

• Gabbro
• Basalte 
• Andésite
• Granodiorite
• Granite

Microscope de géologie

Support de téléphone portable

Fiches de reconnaissance des minéraux

Activités :

1. Distinguez à l’œil nu les échantillons de roches
2. Demandez confirmation au professeur
3. Trouvez leurs critères de reconnaissance
4. Notez-les dans votre compte-rendu
5. Faites le noir au microscope
6. Retrouvez dans la lame mince de roches, les minéraux caractéristiques de ces roches en utilisant le microscope polarisant
7. Aidez-vous des planches des caractéristiques des minéraux disponibles dans la salle
8. Et des vidéo présentes sur ce site: http://lithotheque.online.fr/Micropol/index.html
9. Intégrez à votre compte-rendu une micrographie d’une granodiorite où vous aurez repéré une amphibole

Remplissez le tableau de comparaison des roches et de leur abondance minéralogique :

• +++ signifie beaucoup; ++ : moyen; + : peu; +/- : doute; – : absence

	Olivine	Pyroxène	Plagioclase	Amphibole (hornblende)	Micas noir	Orthose	Quartz
Gabbro
Basalte
Granodiorite
Andésite
Granite

Tableau des compositions chimiques en oxydes des minéraux (en %)

	SiO2	Al2O3	FeO/MgO	Na2O/K2O	CaO	H2O
Quartz	100	0	0	0	0	0
Orthose	66	11	0	20	0	0
Plagioclase	50	33	0	4	11	0
Micas noirs	35	6	35	11	0	10
Pyroxènes	50	0	50	0	0	0
Amphiboles	50	0	40	0	0	3
Olivine	40	0	60	0	0	0

Montrez à l’aide de ces documents que l’andésite et la granodiorite sont deux roches hydratées, c’est à dire riches en eau.

2-La déshydratation des roches passées en subduction:

Dans cette partie nous cherchons à prouver qu’au fur et mesure de l’enfoncement de la plaque océanique, les gabbros (et les basaltes) perdent leur eau.

Matériel:

1. gabbro
2. schiste vert
3. schiste bleu
4. éclogite

Méthodologie:

• Observez les différentes roches à l’œil nu et au microscope
• Identifiez un minéral de chlorite dans le schiste vert
• Prenez-le en photo et intégrez-la au CR
• Identifiez un minéral de glaucophane dans le schiste bleu
• Prenez-le en photo et intégrez-la au CR
• Identifiez un minéral de grenat dans l’éclogite
• Prenez-le en photo et intégrez-la au CR
• Placez le gabbro, le schiste vert, le schiste bleu et l’éclogite sur le diagramme pression-température-profondeur selon les domaines de stabilité de quelques associations de minéraux.
• Tirez-en les conclusions qui s’imposent.

Domaines de stabilité des minéraux :

Domaine de stabilité	Association minéralogique
I	association à glaucophane + jadéite
II	association à glaucophane + plagioclase
III	association à grenat + jadéite +/- glaucophane
IV	association à chlorite + actinote + plagioclase
V	association à hornblende + plagioclase
VI	association à grenat + jadéite
VII	association à pyroxène + plagioclase

Document : diagramme pression-température simplifié montrant les domaines de stabilité de quelques associations de minéraux caractéristiques (données expérimentales)

Tableau des compositions chimiques en oxydes des minéraux (en %)

	SiO2	Al2O3	FeO/MgO	Na2O/K2O	CaO	H2O
Chlorite	25	20	40	0.2	0.1	12
Glaucophane	55	10	20	7	0	8
Grenat	65	10	25	0	0	0

Montrez à l’aide de ces documents qu’au fur et mesure de l’enfoncement de la plaque océanique, les gabbros (et les basaltes) perdent leur eau.

Schiste vert à l’œil nu et au microscope en LPNA

Éclogite à l’œil nu