Pondichéry, 2016, voie S
Le Zagros est une chaîne de montagnes, principalement localisée en Iran, et culminant à 4548 mètres. Les géologues d'accordent à considérer le Zagros comme une chaîne de collision.
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Indiquer quels indices géologiques il conviendrait de rechercher dans cette région et montrer comment ils permettraient de valider l'hypothèse selon laquelle le Zagros résulterait de l'affrontement de deux continents après disparition d'un domaine océanique.
L'exposé doit être structuré, avec introduction, développement et conclusion. Deux schémas, au moins, illustrant ces indices sont attendus.
Quelles sont les roches constitutives de la lithosphère continentale ?
Quelles sont les roches constitutives de la lithosphère océanique ?
Quels sont les indices tectoniques de l'épaississement crustal ?
Comment peut-on définir une ophiolite ?
Quelle est la succession des roches composant une ophiolite ?
Quelles sont les étapes de la formation d'une chaîne de collision ?
Quels sont les minéraux témoignant de la subduction de la lithosphère océanique ?
Le Zagros est une chaîne de montagnes, principalement localisée en Iran, et culminant à 4548 mètres. Une chaîne de montagnes est composée de lithosphère continentale et peut renfermer en son sein des lambeaux de lithosphère océanique. Afin de confirmer que le Zagros, comme les Alpes, résulte de l'affrontement de deux continents après la disparition d'un domaine océanique, nous allons répondre à la problématique suivante : quels sont les indices géologiques permettant de valider cette hypothèse ?
Nous allons tout d'abord rechercher les indices caractéristiques de l'épaississement crustal de la croûte continentale puis les indices nous permettant de conclure à la présence d'un ancien domaine océanique.
Les indices d'un relief continental
Tout d'abord, une chaîne de collision est formée par deux lithosphères continentales qui se sont rencontrées, elles-mêmes composées de croûte continentale et de la partie supérieure du manteau supérieur qui est en équilibre isostatique sur l'asthénosphère ductile.
Associée au relief, on retrouve en profondeur une racine crustale. Afin de la mettre en évidence, il est possible d'utiliser la sismique réflexion pour repérer le Moho qui est la limite entre la croûte et le manteau supérieur. Si la profondeur du Moho est supérieure à 30 km de profondeur, nous sommes en présence d'une racine crustale associée au relief continental. Ceci est un premier indice permettant de conclure que la structure est une chaîne de collision.
La structure de la croûte et de la lithosphère continentale
La compression, qui est à l'origine de la formation d'une chaîne de montagnes, aboutit à un raccourcissement et à un épaississement de la croûte continentale. Cela entraîne la formation d'un relief. Il est de ce fait nécessaire de rechercher des indices tectoniques comme les plis, les failles inverses, les chevauchements, les contacts anormaux ou discordances. Le fait de trouver ces indices confirme le phénomène compressif à l'origine de la formation des reliefs par la convergence de deux lithosphères continentales.
Schématisation d'un pli
Schématisation d'une faille inverse
Schématisation d'un chevauchement
Il est possible aussi de rechercher des indices pétrographiques de l'épaississement crustal.
Au cours de la compression des roches, lors de la rencontre des lithosphères, les conditions de pression et de température se modifient et entraînent un métamorphisme des roches ainsi, parfois, qu'une anatexie.
De ce fait,on retrouve dans les chaînes de collision :
- Des gneiss formés par métamorphisme des granites. Les modifications de pression et de température ont entraîné l'apparition d'une foliation, c'est-à-dire une alternance de lits sombres et de lits clairs.
- Des migmatites formés par anatexie, c'est-à-dire la fusion du gneiss, ce qui va entraîner une association de lits clairs et de lits sombres, ainsi que des lentilles de granites qui proviennent de la fusion des éléments les moins réfractaires du gneiss.
- Des granites d'anatexie formés par fusion complète du gneiss.
Dans ces différentes roches, il est possible rechercher des minéraux témoins des pressions induites lors de la collision comme la coésite qui est un quartz de haute pression.
Formation des migmatites et des granites d'anatexie à partir du granite
Les indices d'un ancien domaine océanique
Après avoir mis en évidence le domaine continental et ses modifications lors de la mise en place d'un relief, il est nécessaire de rechercher la présence d'un domaine océanique. Plus précisément, on recherche une série ophiolitique. C'est un fragment de croûte océanique obduite, c'est-à-dire qui repose sur la croûte continentale. Elle est formée d'une succession de sédiments comme les radiolarites, de basaltes, de gabbros et de péridotites serpentinisées. La série ophiolitique témoigne ainsi de la fermeture de l'ancien océan.
Structure d'une ophiolite
Lors de la formation d'un océan, un épisode distensif s'est mis en place. Lors de cet épisode, des marges passives ont vu le jour. Il est de ce fait possible de les rechercher afin de corroborer l'hypothèse de la disparition d'un océan au sein d'une chaîne de montagnes. Une marge passive est formée par des blocs basculés recouverts de sédiments en éventails et séparés les uns des autres par des failles normales.
Schématisation d'une marge passive
Le dernier indice permettant de conclure sur l'origine identique du Zagros et des Alpes, c'est la présence de roches de la lithosphère océanique ayant subit un métamorphisme de haute pression et de basse température. Ce métamorphisme est caractéristique d'un contexte de subduction. Il est de ce fait nécessaire de rechercher des gabbros dans le faciès schiste vert, bleu et éclogite.
Pour confirmer que le Zagros a bien été formé lors d'une collision, il est nécessaire de rechercher la présence d'indices tectoniques de l'épaississement crustal comme la racine crustale, les plis, les failles inverses, etc. Il est aussi possible de rechercher des indices pétrographiques de cet épaississement comme les gneiss, les migmatites et les granites d'anatexie. Enfin, les deux lithosphères continentales étaient initialement séparées par une lithosphère océanique, il est de ce fait possible d'en rechercher les traces tectoniques ou pétrographiques.