PETROLOGIE ENDOGENE : Les Roches Magmatiques
et Métamorphiques dans leur Contexte Géodynamique

        Le Cours de Pétrologie Endogène à l'attention des Etudiants de la Filière Sciences Naturelles, futurs candidats au CAPES pour certains, est un challenge : malgré un programme lourd, les étudiants "doivent être formés à la démarche et aux raisonnements propres aux Sciences de la Terre…". (BO du 21/05/98). Il faut donc concilier contenu (volumineux !) et compréhension (ce qui est heureux !).
        Dans ce Cours, les roches Magmatiques et Métamorphiques sont replacées dans leur Contexte Géodynamique. J'insiste sur les transferts et les relations gétiques entre les différentes enveloppes solides.
 

I -Introduction
II - Situation thermique de la Lithosphère
III - La Pétrologie du Manteau
IV - Genèse de la Croûte Océanique
V -La Diversité des Basaltes et Séries Magmatiques
VI - Le Magmatisme des Marges Actives : Subduction et Recyclage
VII - Genèse et Evolution de la Croûte Continentale
VIII – Les Roches Métamorphiques dans la CC
IX – Les Granites
X
La Série Métamorphique du Haut Allier (terrain)

TRAVAUX DIRIGES ET PRATIQUES

BIBLIOGRAPHIE

Les liens renvoient à des figures et photos.

I - Introduction
              1 - Définitions
              2 - Relation Pétrologie Endogène et Tectonique des Plaques

II - Situation thermique de la Lithosphère
       A - Les Sources de Chaleur et leur Répartition dans le Globe
Chaleur Initiale - enthalpie de Cristallisation du Noyau - Désintégration des Eléments Radioactifs
        B - Les Modes de Transfert de la Chaleur
        C - Le Flux de Chaleur
        D - Isothermes et Géothermes
        E - L'expression  Mathématique du Géotherme (et de l'Equation de la Chaleur)

III - La Pétrologie du Manteau
        A - Définition Sismique et Gisements du Manteau
                1 - Les Différents Niveaux du Manteau
                2 - Les Gisements du Manteau
                        a - les nodules ; b - le manteau superficiel sous l'océan ; c - les massifs aux limites des plaques (Etang de Lherz)
        B - Minéralogie et Pétrographie du Manteau Supérieur
                1 - Minéralogie et Classification
                2 - Les Textures des Roches du Manteau
                3 - Conditions de stabilité des Roches dans le Manteau
                4 - Transformations Métamorphiques    " " "
        C - Fusion Partielle : Genèse et extraction des Liquides Basaltiques
                1 - La Fusion (et Cristallisation) d'un Solide (et Magma)
                        a - Fusion (et Cristallisation) d'un Mélange Binaire
Fusion (Cristallisation) à l'Equilibre, Fractionnée
                        b - Fusion d'un Mélange Ternaire
                        c - (Géo)chimie du Manteau et des Liquides (de la Fusion Partielle)
                2 - Comment et où se fait la Fusion Partielle du manteau ? (voir aussi sur le terrain)
                3 - Extraction du Magma Basaltique                                                                             Haut de la Page

IV - Genèse de la Croûte Océanique (CO)
                1 - Méthodes d'Etude
                2 - Répartition des Ophiolites
        B - Lithologie de la Lithosphère Océanique (LO) (voir l'Ophiolite d'Oman ?)
                1 - La Séquence Mantellique
                2 - La Séquence Plutonique
                3 - La Séquence Effusive
                        a - Le Complexe Filonien
                        b - Les laves en Coussins (Pillows lavas) (voir aussi les pillows de l'Inzecca ou les Tubes et ceux d'Oman )
        C - Genèse de la CO à la Ride
                1 - Les Gabbros (classification)
                        a -Une Chambre Magmatique à la Ride
                        b -Textures des Cumulats Lités
                        c - La Cristallisation d'un magma basique - approche graphique
                        d - Différenciation Magmatique et Composition Chimique des Gabbros
        D - Les Modèles Ophiolitiques : les HOT et les LOT (voir le poster sur l'Ophiolite du Chenaillet ?)
        E - Les Types Ophiolitiques et Vitesse de Croissance Crustale
                1 - Dorsales Lentes et Dorsales Rapides
                2 - Modèles de Chambres Magmatiques
        F - Hydrothermalisme et Métamorphisme (Interaction Eau - LO)

V - La Diversité des Basaltes et Séries Magmatiques                                                             Haut de la Page
        A - Introduction
                1 - Les Causes de la Diversité des Séries Basaltiques
                2 - Définition des basaltes             (voir aussi au microscope ?)
                3 - Les Séries magmatiques
        B - Les Principales Catégories de Basaltes
                1 - Le Magmatisme de la Plaque Océanique : Les MORB et BABB (Mid Ocean Ridge Basalts et Back Arc Basin Basalts)
                2 - Le Magmatisme Intraplaque Océanique : les OPB et OIB
                        a - Les OPB (Basaltes des Plateaux Océaniques) (voir les Komatiites ?)
                        b - Les OIB (Basaltes des Iles Océaniques)
                3 - Le Magmatisme Intraplaque Continental
                         a - Le Magmatisme de Rift
                         b - Les CTB ou CFB (Continental Tholeiitic Basalts ou Continental Flood Basalts)
                         c - Le Magmatisme Ultrapotassique
                         d - Les Complexes Gabbroïques Litées
                4 - Les IAB (Island Arc Basalts) et les Andésites

VI - Le Magmatisme des Marges Actives : Subduction et Recyclage
        A - La Diversité du "Magmatisme d'Arc"
        B- Origine et Evolution du Magmatisme d'Arc
                1 - L'Intervention de la CO Subductée : Déshydratation et/ou Fusion ?
                2 - La Contribution des Sédiments de la CO Subductée
                3 - La Contribution du Coin Mantellique
                4 - La Contamination par la Croûte Continentale Chevauchante
        C - Deux Modèles Pétrogénétiques
        D - Le Recyclage Profond de la CO Subductée

VII - Genèse et Evolution de la Croûte Continentale     (voir cet article)                            Haut de la Page
                1 - La Croissance Crustale
                2 - Composition Chimique et Origine de la CC
                3 - Un Modèle pour l'Origine et l'Evolution de la CC (voir aussi les adakites et adakites)
            4 – Lithologie de la CC

VIII – Les Roches Métamorphiques dans la CC
          A – Définition
          B – Localisation
                 1 – Géographique (métamorphismes locaux, régionaux)
                 2 – Dans l’Espace P-T (limites du méta Pour écran 600 x 800, les faciès méta.Pour écran 600 x 800, les principaux gradients)
          CPourquoi et Comment les Roches recristallisent-elles ?
                 1 – Pourquoi ?
                 2 – Comment ?
                 3 – Notion de Trajectoire P-T-t
                 4 – Influence de la Composition Chimique (règle des phases, représentation graphique, les principales séquences)
         D– Un Exemple de Trajet P-T-t : le Trajet d’un Gabbro de la CO impliqué dans une Collision.
         E – Les Gradients Métamorphiques dans le Temps et dans l'Espace
                      a - Le Gradient de Hautes Pressions - Basses Températures
                                          Paragenèses dans les Métapélites, dans les Métabasites (faciès Schistes Bleus, Eclogite)
                      b - Le Gradient de Moyennes Pressions - Hautes Températures
                      c - Le Gradient de Basses Pressions - Hautes Températures
                      d - Modélisation numérique des gradients métamorphiques de MP-HT et BP-HT
         F – Un modèle simplifié de l'évolution thermo-mécanique d'une chaîne de montagnes

IX – Les Granites
       
A - Définition (Minéralogie, Classification, Modes de Gisement)
       B - Métamorphisme et Anatexie
       
C - Origine et Contexte Géodynamique des Granites

X La Série Métamorphique du Haut Allier : un exemple de l'évolution géodynamique de la chaîne hercynienne.
        
Mise en évidence d'un contact majeur profond dans la chaîne hercynienne. (une journée de Terrain).


TRAVAUX DIRIGES ET PRATIQUES

(Les TD et TP comprennent 9 séances de 3h dont 1 de minéralogie-microscopie, 4 concernant les roches magmatiques et 4 les roches métamorphiques).

En ce qui concerne le métamorphisme :

Séance TD1 - Influence de la composition chimique des roches sur leurs paragenèses et Représentation graphique des paragenèses métamorphiques à l'aide d'un petit exercice cartographique.

Séance TP2 - Textures des roches métamorphiques ; relations cristallisation - déformation ; principales lithologies et paragenèses.

Séance TP3 - Le métamorphisme de Moyennes Pressions - Hautes Températures : élaboration du gradient métamorphique grâce à l'étude de lames minces de métapélites du dôme du Levezou (Rouergue, Massif Central). On tentera de replacer les principales paragenèses dans un diagramme AFM.

Séance TP4 - Elaboration de la trajectoire P T t d'un gabbro de la croûte océanique impliqué dans une collision intra continentale. Voir le livre "A la recherche des océans disparus dans les montagnes françaises"


BIBLIOGRAPHIE     Haut de la Page

Magmatisme :

La croûte océanique - Pétrologie et dynamique endogènes - 2008 - Juteau Th. et Maury R., Ed. SGF - VUIBERT.

Les montagnes sous la mer - 2004 - Nicolas A., Ed. du BRGM.

Origine et évolution de la croûte continentale. 2014 - Nicollet C. - Bull. APBG, n°2

Métamorphisme :

A la recherche des océans disparus dans les montagnes françaises - ou - Le trajet d'un gabbro de la croûte océanique - 2013 - Nicollet C. et Laverne C. Ed. Quae

Métamorphisme et Géodynamique - 2010- 2015, 2ème éd. - Nicollet C.- DUNOD. (voir la Table des Matières ?)

Métamorphisme - 1999 - Nicollet C., Encyclopedia Universalis. Voir l'article au format PDF.

Les roches métamorphiques : des traceurs de l'évolution de la lithosphère dans l'espace et dans le temps - 1996 - Nicollet C. et Nicollet M. Bull. APBG, 2, 299-341.

Microtextures des Roches Magmatiques et Métamorphiques - 1980 - JP Bard, Ed. MASSON.

Atlas des roches métamorphiques et de leurs structures - 1995 - C. Guiford, W.S. Mackenzie, B.W.D. Yardley, Ed. DUNOD 

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