Exercice corrigé Ancien programme

Éléments de reconstitution de l'histoire de l'himalaya

Doc 19 Carte géologique simplifiée de la région himalayenne

MCT : chevauchement central. MFT : chevauchement frontal. MBT : chevauchement intermédiaire.

Quelques zones remarquables himalayennes :

  •  Dans les gneiss du dôme du Tso Morari des reliques à coesite et diamant âgées de 55 Ma ont été observées.
  •  Dans les gneiss de Kaghan, on trouve également de la coesite, datée de
    - 46 Ma.
  •  Dans le socle ancien métamorphisé (gneiss migmatitique) d'Ama Drime, on enregistre plusieurs épisodes métamorphiques :

– abondants gneiss migmatitiques à sillimanite datés de 13 à 14 Ma, associés à des granites récents (12 Ma) 

– présence en inclusions rares dans les gneiss à sillimanite, d'anciennes migmatites à disthène, staurotide et grenat, âgées de 33 Ma.

Le document 20 (page ci-contre) nous donne les conditions de stabilité
« pression-température » de quelques minéraux.

Andalousite, disthène et sillimanite sont trois formes cristallines d'un même minéral de formule (Al2SiO5 + traces d'autres éléments). Ces trois formes sont stables dans des conditions de pression et de température différentes.

La coésite est une forme de quartz caractéristique de pressions très fortes (plus de 80 km de profondeur), le diamant indique des conditions de pression correspondant à des profondeurs supérieures à 100 km.

Doc 20 Conditions de stabilité (pression-température)
de quelques minéraux

Ms : muscovite. And : andalousite. Disth : disthène. Sil : sillimanite. Cd : cordiérite. FK : feldspath potassique. CP : clinopyroxène. Cld : chloritoïde. St : staurotide. Bt : biotite.

Doc 21 Coupe synthétique simplifiée de l'Himalaya sur la transversale AA'

MCT : chevauchement central. MFT : chevauchement frontal. MBT : chevauchement intermédiaire.

Les migmatites sont des gneiss ayant partiellement fondu, le magma ayant recristallisé sans s'extraire des gneiss.

I. Placez les unités d'Ama Drime citées dans le texte sur le diagramme du document 20.

II. Appuyez-vous sur le document 21 pour relever les propositions exactes.

1. La coupe montre une subduction :

a. de la plaque indienne sous l'Asie orientée du sud vers le nord.

b. de la plaque asiatique sous la plaque indienne orientée N-S.

c. de la plaque asiatique sous la plaque indienne orientée S-N.

2. On observe un prisme de collision :

a. à deux écailles. b. à trois écailles. c. à cinq écailles.

3. Les écailles les plus récentes sont situées :

a. au niveau de la suture du Tsangpo.

b. au niveau du MFT.

4. La suture du Tsangpo :

a. est un vestige de la marge continentale asiatique.

b. est un vestige d'un ancien océan.

c. est une limite entre les plaques asiatique et indienne.

III. Datez la subduction de la marge continentale indienne sous la marge asiatique et indiquez la profondeur maximale atteinte.

IV. Citez, à partir des documents, les marqueurs himalayens qui témoignent d'un recyclage de la croûte continentale et datez ces événements de recyclage.

V. Résumez les deux étapes principales caractéristiques de la formation des chaînes de montagnes, enregistrées dans la nature et la structure des roches himalayennes.

I. Doc 27 Métamorphismes de quelques unités himalayennes

II. 1. a.

2. c. On observe un prisme de collision à cinq écailles (écaille des ophiolites, écaille des sédiments océaniques, écaille du socle, deux écailles des sédiments d'avant-chaîne).

3. b. Les écailles les plus récentes sont situées au niveau du MFT (la déformation progresse vers l'avant de la chaîne).

4. b. et c. 

III. Anciens sédiments de la marge indienne métamorphisés et remontés : gneiss du dôme du Tso Morari,  : au moins 120 km et gneiss de Kaghan,  : au moins 100 km de profondeur.

Ancien socle : Ama Drime,  : au moins 40 km atteints.

La subduction de la marge continentale indienne a donc atteint plus de 100 km de profondeur il y a 55 Ma (Tso Morari). Alors que cette unité remontait, d'autres subductaient mais moins profondément (Kaghan puis Ama Drime). Entre - 55 et - 35 Ma, la marge continentale indienne était donc en subduction.

IV. Recyclage par fusion de la croûte continentale : migmatisation au niveau d'Ama Drime, il y a 33 Ma et deuxième événement de migmatisation, il y a 13 à 14 Ma, à l'origine de granites récents . Recyclage par érosion : les granites se forment à quelques km de profondeur. L'affleurement de granites récents témoigne de l'érosion intense qu'ont subi les roches qui les recouvraient.

V. Étape 1 : subduction d'un ancien océan. Les ophiolites sont les restes de cet ancien océan  la granodiorite, le témoignage de l'activité magmatique qui existait au niveau de cette marge pendant la subduction océanique.

Étape 2 : subduction de la marge continentale indienne et formation d'un prisme de collision. Les zones métamorphiques de (très) haute pression sont le témoignage de la subduction de la marge, leur remontée, le témoignage de l'écaillage de la croûte, donc de la formation du prisme de collision.

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