Exercice 1 - Choix 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Amérique du Nord 2021 (jour 1)

Présenter les indices géologiques qui témoignent de la fermeture d'un océan, suivie d'une collision de blocs continentaux

Réponse : Introduction - Définition du cycle orogénique (cycle de Wilson) : rifting, océanisation, subduction, collision continentale. - Problématique : Quels indices pétrologiques, structuraux et sédimentaires permettent de retracer la disparition d'un océan et la surrection d'une chaîne de collision ? - Annonce du plan. I. Les indices de l'existence et de la fermeture d'un domaine océanique 1. *Les ophiolites et sédiments océaniques obduits :* - Présence d'un complexe ophiolitique (péridotites serpentinisées, gabbros, basaltes en coussins) et de sédiments océaniques (radiolarites), témoins d'une ancienne lithosphère océanique charriée sur le continent (obduction). 2. *Les traces minéralogiques de la subduction (métamorphisme prograde HP-BT) :* - Enfoncement de la lithosphère océanique froide : métamorphisme de haute pression et basse température (HP-BT). - Évolution minéralogique : gabbro initial $\rightarrow$ schistes verts (chlorite, actinote) par hydratation $\rightarrow$ schistes bleus (glaucophane) $\rightarrow$ éclogites (grenat, jadéite/omphacite). Les éclogites attestent de pressions supérieures à 10-12 kbar (profondeurs > 40-50 km, subduction océanique poussée). II. Les indices de la collision continentale et de l'épaississement crustal 1. *Les indices tectoniques et structuraux :* - Convergence et affrontement des deux marges continentales passives (après disparition de l'océan). - Raccourcissement et épaississement crustal : plis, failles inverses, chevauchements, nappes de charriage et reliefs résiduels (ou racine crustale mise en évidence par la sismologie et la gravimétrie). 2. *Les traces du métamorphisme barrovien et de l'anatexie :* - Métamorphisme de moyenne pression - moyenne température (MP-MT) de la croûte continentale épaissie (micaschistes, gneiss avec disthène/sillimanite). - Fusion partielle (anatexie crustale) à la base de la croûte épaissie, conduisant à la formation de migmatites et de granites d'anatexie. III. L'exhumation des roches profondes : apport des documents 1. *Décompression et rétrométamorphisme (Document 1) :* - Le Document 1 montre une éclogite du massif des Maures où le grenat (Grt) est déstabilisé et entouré d'une auréole réactionnelle formée de plagioclase (Pl) et de hornblende (Hb). - Cette texture coronitique témoigne d'une réaction métamorphique rétrograde : $\text{Grenat} + \text{Clinopyroxène} + \text{eau} \rightarrow \text{Plagioclase} + \text{Amphibole (hornblende)}$. 2. *Trajet P-T-t et remontée tectonique (Document 2) :* - Le trajet P-T montre un enfouissement prograde dans le faciès des schistes verts, schistes bleus puis éclogites (pic de pression à plus de 13 kbar, soit ~50 km de profondeur). - La décompression s'accompagne d'un passage dans le faciès des amphibolites (stabilité hornblende + plagioclase, 4 à 8 kbar, 500-700 °C), expliquant les auréoles du Document 1, puis d'un retour vers les conditions de surface lors de l'érosion et de l'exhumation syn- à post-collision. Conclusion - Bilan : La fermeture océanique est signée par les ophiolites et le métamorphisme HP-BT (subduction), tandis que la collision continentale se manifeste par des déformations compressives, un épaississement crustal et un métamorphisme rétrograde associé à l'exhumation.