La convergence lithosphérique (= rapprochement de deux plaques) peut avoir différentes conséquences :
La subduction lorsqu’une plaque océanique converge vers une autre plaque (océanique ou continentale)
L’orogenèse (= formation d’une chaine de montagne) lorsque deux plaques continentales convergent.
CHAPITRE 2 : LA CONVERGENCE LITHOSPHÉRIQUE : MOTEUR DE LA FORMATION DES CHAINES DE MONTAGNES
La formation d’une chaîne de montagne se fait en plusieurs étapes, que l’on peut reconstituer en observant les marqueurs tectoniques et pétrographiques
I – Des témoins d’un rifting et d’une ouverture océanique :
A- Rifting
Au niveau des chaines de montagnes, on retrouve des indices d’une divergence qui a abouti à l’ouverture d’un rift (= bassin sédimentaire continental),
– Des failles normales
– Des blocs basculés
– Une disposition particulière des sédiments sur ces blocs basculés : Les sédiment antérifts (déposés avant l’ouverture) et synrifts (déposés pendant l’ouverture) sont affectés alors que les sédiments postrifts ne sont pas affectés.
Ce rifting étire la lithosphère continentale, ce qui ouvre un bassin sédimentaire (=rift).
B- Ouverture océanique
Sous l’effet des contraintes divergentes une dorsale océanique se met en place. Elle forme de la lithosphère océanique (basaltes, gabbros et péridotites). Un océan se met alors en place. On en retrouve les indices suivants :
– Des ophiolites : Superposition de péridotites (roches du manteau), gabbros, et basaltes correspondant à des morceaux de lithosphère océanique
– Des roches sédimentaires se formant en milieu marin
-Des fossiles d’organismes marins.
-De la serpentine : péridotite hydratée
Tout ceci nous permet d’affirmer que la première étape de la formation d’une chaîne de montagne est l’ouverture d’un rift, puis d’un océan en contexte de divergence.
II- Des témoins d’une subduction entraînant une fermeture océanique
Dans les chaines de montagnes, on trouve des témoins d’une subduction, c’est-à-dire du plongement d’une LO dans l’asthénosphère :
– La tomographie et l’étude de la vitesse des ondes sismiques montrent que les chaines de montagnes présentent, en profondeur, du matériel froid et dense qui correspond à la LO froide
– Des métagabbros et métabasaltes : Ce sont des roches de la CO qui ont subi un métamorphisme de subduction. En effet, lorsque la LO plonge, l’augmentation de pression et température entraîne des réactions métamorphiques qui permettent l’apparition de nouveaux minéraux (glaucophane, jadéite, grenat …). Les gabbros et basaltes, acquièrent alors de nouvelles associations minérales et deviennent des métagabbros ou métabasaltes de différents faciès :
- Pyroxènes + feldspaths –> Gabbros
- Chlorite + Actinote –> Métagabbro faciès schiste vert
- Glaucophane –> Métagabbro faciès schiste bleu
- Jadéite + grenat –> Métagabbro faciès éclogite.
Ainsi, la deuxième étape de la formation d’une chaîne de montagne est la fermeture de l’océan par subduction :
Lorsque les roches formées à la dorsale (gabbros, basaltes) s’éloignent, elles s’hydratent et se refroidissent, ce qui entraîne une augmentation de la densité de la LO.
Lorsque la densité de la LO devient plus élevée que celle de l’asthénosphère sous-jacente, la LO plonge : c’est la subduction.
Cette subduction entraine une augmentation de pression et température des roches, ce qui aboutit a un métamorphisme des basaltes et gabbros, qui deviennent des métabasaltes ou métagabbros
Lorsque les contraintes divergentes s’arrêtent, la subduction entraîne la disparition de la LO et la fermeture de l’océan. Cela aboutit ensuite à la rencontre des deux lithosphères continentales : la collision.
III – Des témoins d’une collision continentale
Les chaines de montagnes présentent également des témoins de convergence entre deux LC (cf. Chapitre 1) :
– Plis
– Failles inverses
– Nappes de charriage
– Chevauchements
– Schistosité des roches
– Foliation
– Métamorphisme de collision (coésite)
– Roches formées par anatexie : migmatites
Tous ces indices mettent en évidence une collision entre deux LC.
Bilan : la formation d’une chaîne de montagne
