Academic literature on the topic 'Croute oceanique'

Abstract Magmatic activity linked to syn- or post-collisional zones leads to the emplacement of remarkably heterogeneous rocks: calc-alkaline, high-K calc-alkaline or shoshonitic series variably contaminated by continental crust; anatectic granites and ignimbrites derived from the latter; and finally alkali potassic to ultrapotassic basalts [Harris et al., 1990; Pearce et al., 1984, 1990; Arnaud et al., 1992; Benito et al., 1999]. The main sources of these magmas are either the upper mantle (sub-oceanic or subcontinental) frequently metasomatized by hydrous fluid originating from the subducted slab; or the continental crust, which can act as a contaminant [Benito et al., 1999; Miller et al., 1999] or melt directly [Harris et al., 1990; Zingg et al., 1990]. The purpose of the present paper is to document the role of a third source: the subducted oceanic crust, as evidenced by the occurrence of Miocene adakites in Sarawak (NW Borneo). The studied rocks have been sampled from western Sarawak (fig. 1), and their location is shown on the geological map [Tan, 1982] of figure 2. They mostly occur as stocks, dykes and sills which crosscut the Paleozoic to Miocene sedimentary units. Two kinds of intrusions can be distinguished. High-K calc-alkaline to medium-K calc-alkaline diorites and microdiorites occur in the northern part of the studied area, in Salak Island and Santubong Peninsula. Microtonalites and dacites occur near Kuching and in the southern part of Sarawak (Kuap and Bau areas). Whole-rock K-Ar data (table I) demonstrate that these two associations are of different ages: high-K calc-alkaline diorites were emplaced during the Lower Miocene (22.3 to 23.7 Ma), whereas the microtonalites and dacites are younger by ca. 8 Ma or more (Middle to Upper Miocene, 14.6 to 6.4 Ma). Major and trace element data (table II) show that the Lower Miocene diorites display all the usual characteristics of subduction-related magmas. The Middle to Upper Miocene microtonalites and dacites share some of these characteristics, but in addition they display typical adakitic features: SiO 2 -rich (65.5-70%) and sodic (Na 2 O/K 2 O>2) character (table II and figure 3); lack or rare occurrence of pyroxenes, usually replaced by early-crystallized (near-liquidus) amphiboles (table III); very low Y and HREE contents, consistent with the presence of residual garnet in their source, and leading to characteristically high La/Yb and Sr/Y ratios (fig. 4, 5). Their titanomagnetite-hemoilmenite associations reflect equilibrium features [Bacon and Hirschman, 1988] indicating moderate temperatures (<900 degrees C) and highly oxidizing (NNO+1) crystallization conditions [Ghiorso and Sack, 1991]. The Lower Miocene Sarawak diorites are typically subduction-related from a geochemical point of view. They likely derive from the evolution of island-arc basaltic magmas, which themselves originated from the partial melting of upper mantle peridotites previously metasomatized by hydrous fluids expelled from the subducting oceanic slab [Tatsumi et al., 1986; Tatsumi, 1989]. The origin of the Middle-Upper Miocene adakitic microtonalites and dacites is different. According to previous studies, they likely derive from the partial melting of metabasalts (garnet amphibolites or eclogites) from subducted oceanic crust [Defant and Drummond, 1990; Defant et al., 1991, 1992; Drummond et al., 1996; Maury et al., 1996; Martin, 1993, 1999]. Their position in the hybrid tonalite+peridotite system [Caroll and Wyllie, 1989] shows that they crystallized within the garnet stability field and likely interacted with the upper mantle during their ascent (fig. 7). This feature is not consistent with their genesis through melting of metabasalts accreted at the base of the Borneo continental crust. In addition, the less evolved Sarawak adakites display mineralogical and geochemical features remarkably similar to those of the 1991 Mt Pinatubo dacite, the experimental petrology of which has been extensively studied at low [2 kbar; Scaillet and Evans, 1999; Rutherford and Devine, 1996] to medium pressures [4 to 20 kbar; Prouteau et al., 1999]. Such dacitic magmas are not in equilibrium with garnet at pressures lower than or equal to 20 kbar, which rules out their derivation from metabasalts tectonically or magmatically accreted to the base of the North Borneo continental crust. We propose, instead, that they originated from the partial melting of basalts from a fragment of oceanic lithosphere within the upper mantle. Like the adakites of Central Mindanao, Philippines [Sajona et al., 1994, 1997 and 2000; Maury et al., 1996] and those from Aird Hills, Papua-New Guinea [Smith et al., 1979; Defant and Drummond, 1990] the Sarawak adakites represent potential markers of the occurrence at depth of oceanic crust slivers, which could be much more common in collision zones than previously thought.

Dans le but de simuler le devenir des basaltes de la plaque plongeante, nous avons entrepris une etude experimentale essentiellement entre 7 kbar et 35 kbar, 750\c a 1150\c, a partir d'un basalte de l'ophiolite de bahia barrientos (taitao, chili). Les resultats montrent que l'espace p-t etudie peut etre divise en quatre domaines principaux : 1) 7-13 kbar, t < 1050\c : domaine amphibolitique (amp, pl, cpx, opx, usp, liq) 2) 14-20 kbar : domaine amphibolitique a grenat (amp, pl, cpx, grt, opx, ilm/rt, liq) 3) 20-35 kbar, t > 800\c : domaine eclogitique (cpx, grt, rt, liq phg coe) 4) 7-14 kbar, t> 1050\c : domaine pyroxenitique (cpx, opx, usp, liq) du point de vue mineralogique, les amphiboles obtenues se positionnent dans le champ des amphiboles calco-sodiques. Les plagioclases sont essentiellement compris entre ab 6 4 et ab 8 8. Ils s'enrichissent en composant ab vers les hautes pressions (18-20 kbar) et en composant an vers les hautes temperatures (1050-1100\c). Le grenat apparait entre 13 kbar et 14 kbar. Il est domine a basse temperature par ces composants alm, puis prp et grs. La pression (14-35 kbar) a peu d'influence sur sa composition, tandis que les temperatures croissantes augmentent la proportion du composant prp. Dans les domaines amphibolitiques ( grenat), les composants majeurs du clinopyroxene sont le di et l'opx, tandis que dans le domaine eclogitique, sa composition est dominee par le constituant jd (dont la proportion augmente avec p et diminue avec t). Trois oxydes ferro-titanes ont ete observes, dans des gammes de pression differentes (usp : 7-13 kbar ; ilm : 14-16 kbar ; rt > 16 kbar). Les liquides obtenus dans le domaine des amphibolites a grenat (14-16 kbar, 900-1000\c) montrent de fortes affinites

Nous avons etudie, au moyen des isotopes stables de l'oxygene, du carbone et de l'hydrogene, deux types de roches: la sequence ophiolitique de xigaze. Tibet et les eclogites a carbonates de norvege. Elles peuvent representer 2 etats de la croute oceanique a deux stades extremes de son evolution: 1) l'hydrothermalisme d'une dorsale lente, 2) le metamorphisme de haute pression d'une zone de subduction. Ces travaux et la litterature concernant la croute oceanique, nous permettent de dessiner l'evolution isotopique d'une portion de croute oceanique et d'estimer ses implications sur les echanges globaux manteau-ocean

Ce travail a eu pour objet l'etude de l'alteration hydrothermale des gabbros oceaniques dans le but d'estimer son effet sur l'evolution geochimique de la couche 3 et de l'eau de mer. L'etude est basee sur une selection de roches gabbroiques et metagabbroiques draguees des zones de fracture vema et romanche, dans l'atlantique equatorial. Les transformations observees dans les gabbros peuvent etre classees en trois types d'alterations hydrothermales representant des stades successifs a temperature decroissante de transformations mineralogiques et geochimiques des protolithes au fur et a mesure que la croute oceanique s'eloigne de l'axe de la dorsale: (1) une alteration a haute temperature (>600c) des gabbros encore chauds qui a lieu au voisinage du toit de la chambre magmatique ; (2) une alteration a temperature moderee (300-600c) au voisinage de la source de chaleur ; (3) une alteration de faible temperature (200-300c) qui a lieu lorsque les gabbros sont eloignes de l'axe de la ride. La geochimie isotopique du strontium, de l'oxygene et du soufre a revele que les alterations hydrothermales peuvent etre attribuees a des fluides derives de l'eau de mer et que les reactions hydrothermales sont generalement dominees par les roches mais le rapport eau/roche peut etre localement important ( 1), notamment a proximite des cassures et des zones de cisaillement. Les calculs des flux elementaires par le bilan de masse indiquent que les metagabbros se sont enrichis en h#2o, fe, cl, et probablement na, alors que si, ca, ti, s, sr et les metaux de transition sont liberes par les roches dans les fluides circulants. A l'issue des echanges isotopiques a des temperatures superieures a 250c avec les fluides derives de l'eau de mer, les metagabbros se sont enrichis en #8#7sr et #3#4s et appauvris en #1#8o. L'alteration hydrothermale des gabbros oceaniques contribue donc au controle de la geochimie des fluides hydrothermaux et par consequent a la regulation de la chimie de l'ocean

La croute oeanique jurassique foree au site 801, leg odp 129 (ocean pacifique nw) est une section de reference pour l'etude de l'alteration affectant les basaltes au cours de leur histoire post-accretion. La sequence comporte sur 131m une unite inferieure de tholeiites et une unite superieure de basaltes alcalins separees par un depot hydrothermal si-fe. La distribution des mineraux secondaires met en evidence 3 facies d'alteration. Les tholeiites inferieures sont alterees en un facies a saponite-fe, pyrite et carbonates. Sous le depot ocre, les pillows sont alteres en un facies bleu-vert a celadonite, interstratifies i-s, hydroxydes fe, calcite, feldspath-k. Les basaltes alcalins sont alteres en argiles et carbonates. Les argiles vertes des veines ont un signal isotopique du sr de 0,7058, marquant un melange fluide hydrothermal-eau de mer. Les temperatures de formation sont entre 40 et 70c. La datation des argiles par la methode rb-sr fourni un age de 132,5+/-1,6 ma. L'assemblage saponitepyrite des tholeiites est forme en zone de recharge d'eau de mer, en conditions reductrices, avec un rapport eau-roche faible. Les pillows et basaltes alcalins sont alteres par un melange hydrothermal-eau de mer, en conditions reductrices. La convection peut durer plusieurs dizaines de ma. Les sediments metalliferes coiffant la croute riches en smectites fe et oxydes fe, ont une origine hydrothermale (proximite du socle). Ces depots sont similaires a ceux qui se forment actuellement le long de la ride est-pacifique.

La frontiere convergente entre les plaques philippine et eurasiatique est marquee par la presence d'ophiolites accretees au front des prismes. La mer des moluques, en subduction sous les arcs de sangihe a l'ouest, et d'halmahera a l'est, est un bassin marginal marque par une ride bathymetrique n-s s'allongeant de maniere relativement continue de la peninsule de pujada (mindanao) aux iles de mayu tifore dans le sud des moluques. A cette latitude, elle est classiquement interpretee, sur la base de donnees gravimetriques, comme une succession d'ecailles de croute oceanique imbriquees dans des series sedimentaires fortement deformees marquant la collision des deux arcs. Les donnees bathymetriques, sismiques et gravimetriques acquises lors de la campagne modec montrent que cette ride, double, forme le butoir de la subduction sous l'arc de sangihe et est donc contemporaine de l'initiation de la subduction. Un premier pic gravimetrique correspond au substratum de l'avant-arc. Un second pic, moins visible et proche de la limite butoir/prisme pourrait correspondre a la trace du panneau lithospherique engage dans cette subduction. Une mission a terre sur les iles talaud permet de differencier plusieurs directions de deformation et de detailler leur chronologie. La serie ophiolitique est affectee par des chevauchements plats n-s anterieurs au depot du bassin avant-arc de sangihe. Puis une seconde phase de deformation, e-w remobilise les ophiolites ainsi que les series du bassin avant-arc. Cette seconde phase est compatible avec les etats de contraintes actuels et posterieure a l'initiation de la subduction de sangihe. Les deux ecailles ophiolitiques de la ride centrale des moluques se sont donc accretees au front d'une meme subduction lors de deux periodes critiques, son initiation puis l'arrivee de l'arc philippin a la fosse. Les reconstructions cinematiques ont montre que la deformation n20 pre miocene moyen observee sur les series ophiolitiques est parallele au mouvement de la plaque australienne a l'oligocene. La subduction de sangihe se met donc en place sur une croute oceanique deja structuree.

L'ophiolite d'Oman est un fragment de la lithosphère océanique téthysienne obducté sur la marge arabe au crétacé supérieur. Elle occupe un domaine de la chaîne alpine où la convergence entre l'Arabie et l'Eurasie n'a pas encore atteint le stade de la collision continentale. Affleurant de façon, presque continue sur une longueur de 475 Kilomètres parallèlement à l'axe de la paléo- dorsale, c'est le plus grand segment de lithosphère océanique accessible à l'étude directe. La section mantellaire constitue 60% de la surface d'affleurement de l'ophiolite (30.000 Kilomètres carrées). Cette thèse est consacrée à la cartographie des structures internes de cette unité. Les structures crustales permettant d'établir une référentielle paléo-tectonique (paléo-horizontale, azimut et flanc de la paléo-dorsale) furent également relevées. Divers arguments pétrologiques et structuraux permettent d'apparenter l'ophiolite d'Oman aux dorsales rapides actuelles. Les péridotites mantellaires, de composition harzburgitique à dunitique, gardent l'empreinte de deux déformations plastiques successives, la première associée à la formation de la lithosphère (flux asthénosphérique), la seconde au charriage intra-océanique qui préluda à son obduction. La géométrie de l'écoulement asthénosphérique et la composition de la section mantellaire présentent de fortes variations longitudinales. La formation de la lithosphère océanique, au droit des dorsales rapides, implique l'ascension de diapirs asthénosphériques espacés de quelques dizaines à plus de cent Kilomètres les uns des autres. Siège d'une activité magmatique exceptionnelle, ces diapirs semblent également jouer le rôle de centres d'alimentation privilégiés de la chambre magmatique sus-jacente. Un de ces diapirs, figé et échantillonné lors du charriage à la dorsale, a pu être cartographié en détail (région de Maqsad) : le lux asthénosphérique, vertical dans un conduit de 10 à 20 Kilomètres de diamètre, se brise sous le plancher de la chambre magmatique dans une zone de transition épaisse seulement de quelques centaines de mètres et est ensuite canalisé parallèlement à l'axe de la dorsale sur une distance d'au moins 30 Kilomètres depuis le centre du conduit. Cette géométrie implique une modification brutale de la rhéologie mantellaire dans la zone de transition attribuée à une augmentation catastrophique du rapport magma/roche. Un modèle physique de circulation, asthénosphérique a été construit en introduisant une discontinuité de viscosité de plusieurs ordres de grandeur au sommet du diapir. Une telle condition permet, en effet, de canaliser un pourcentage important du flux dans un étroit créneau superficiel. La pression dans le diapir est discontinue sur une épaisseur d'une centaine de mètres sous l'interface pour pouvoir vaincre la surpression due au fluage plastique et continuer son ascension vers la surface. Loin des diapirs, le flux mantellaire peut être régulier à l'échelle de la centaine de kilomètres ; il est alors sub-parallèle au Moho et perpendiculaire à l'axe de la dorsale, évoquant l'accrétion de la lithosphère en régime d'expansion stationnaire. L'angle d'une dizaine de degrés entre le Moho et le plan de fluage reflète probablement la pente moyenne des isothermes au niveau de la zone d'accrétion (flanc de la dorsale). La déformation associée au charriage intra-océanique (CIO) affecte les périodiques sur une épaisseur de quelques centaines de mètres au-dessus du plan de charriage basal, lui-même situé à une profondeur maximale de neuf kilomètres sous le paléo-Moho. Elle peut affecter également des niveaux plus élevés de la section mantellaire et la section crustale sous forme de bandes de cisaillement mylonitiques verticales pouvant atteindre 2 kilomètres d'épaisseur. Ces cisaillements sont contemporains de l'intrusion de magmas hydratés au sein de la section mantellaire, peut-être à mettre en relation avec le volcanisme différencié (" volcanisme 2 ") coiffant l'Ophiolite. Le CIO s'accompagne localement de la fusion de la semelle. Lors de l'initiation du CIO, la lithosphère présentait un fort gradient thermique vertical. D'un point de vue cinématique, la déformation enregistrée par la semelle, les péridotites basales et les bandes de cisaillement sont en concordance parfaite. Le CIO s'accompagne de déplacements considérables de la lithosphère charriante parallèlement à l'axe de la dorsale (de l'ordre de la centaine de kilomètres). L'initiation du CIO à la dorsale elle-même rend le mieux compte de ces observations. Le charriage à la dorsale implique l'inversion rapide (1 à 2 millions d'années) du régime d'expansion en régime compressif. On l'explique par un blocage momentané de la subduction de la Téthys sous l'Eurasie causée par des collisions entre des microcontinents, des arcs insulaires et la marge active eurasienne survenues à cette époque (Albien supérieur). De manière générale, les événements enregistrés par l'Ophiolite d'Oman s'intègrent bien dans l'évolution cinématique et géologique du domaine téthysien.

L'etude petrographique et geochimique de l'ophiolite de semail (massif salahi, oman) qui represente le plus vaste affleurement de lithosphere oceanique fossile permet de distinguer 3 phases de volcanisme, presentant des rapports ta/th anormaux qui sont interpretes comme les temoins d'une anomalie mantellaire regionale. Un modele d'evolution en contexte oceanique franc est propose. L'etude des differents episodes de circulation hydrothermale est egalement abordee

Cette thèse concerne l’étude du message magnétique de la lithosphère océanique. Nous nous sommes, dans un premier temps, intéressés à l’évolution du signal magnétique à travers une section de croûte océanique complète et continue des basaltes jusqu’aux gabbros. Le but était de comprendre comment les propriétés magnétiques des roches peuvent nous renseigner sur les conditions d’altération dans la croûte océanique. Nous avons donc établi un jeu de données magnétiques (température de Curie, paramètres d’hystérésis, mesures magnétiques basse température) sur l’ensemble de la section de croûte océanique forée au site IODP 1256D, dans l’océan Pacifique. Ces données sont confrontées aux températures d’altération, établies par thermo barométrie et mettent en évidence une étroite relation entre l’altération des phases magnétiques et les températures d’altération. De plus, des analyses semi-quantitatives et des observations microscopiques (optique, MEB et MET) mettent en évidence un changement de structure cristalline, associée à une perte de titane, permettant la formation d’une phase secondaire, l’hydroschorlomite, dans un intervalle de forte altération des phases magnétiques (entre 670 et 1028 mbsf (meters below sea floor)). Dans un second temps, l’acquisition de profils d’anomalies magnétiques marines de surface et d’un profil d’anomalies de fond « deep tow » à travers le superchron du Crétacé (entre 83 et 120 Ma) nous a permis de tester la stabilité de polarité du champ géomagnétique durant cette période. Nous mettons en évidence la présence d’anomalies magnétiques : des anomalies de courtes longueurs d’onde ou « tiny-wiggles » à travers l’ensemble du superchron et des anomalies magnétiques de plus grande longueur d’onde, assimilables à de courts intervalles de polarité inverse. Nos mesures montrent que le comportement du champ magnétique durant le superchron n’est pas différent des périodes qui le précèdent (chrons M0-M1-M2) et le suivent (chrons 33n et 33r). La définition de superchron doit être remise en question
So we, in a first part, studied the evolution of the magnetic signal through a section of a, complete and continuous, oceanic crust, from basalts to gabbros. In order to understand how the magnetic properties of rocks can tell us about the conditions of alteration in the oceanic lithosphere, we established a set of magnetic data (Curie temperature, hysteresis parameters, low temperature magnetic measurements) through the entire section of the oceanic crust, drilled at IODP Site 1256D, in the Equatorial Pacific Ocean. These magnetic data are compared to alteration temperatures, determined by thermobarometry (Alt et al., 2010) and show a close relationship between the alteration of the magnetic phases and the alteration temperatures, including the identification of an interval of strong alteration of the titanomagnetites (between 670 and 1028 mbsf (meters below sea floor). In addition, semi quantitative chemical analysis and microscopic observations (optical, SEM and TEM), performed on titanomagnetites, show a change in crystalline structure and a loss of titanium element (Ti4 +) in titanomagnetites to form a secondary phase rich in titanium, in this same interval of strong alteration. In a second part, the acquisition of numerous sea-surface magnetic profiles and a high resolution magnetic profile ("deep tow") through the Cretaceous Normal Superchron (83-120 Ma), allowed us to test the stability of the geomagnetic polarity of the superchron and to highlight the presence of numerous magnetic anomalies: anomalies of short wavelength or "tiny-wiggles” through the entire period and magnetic anomalies of greater length wave, similar to short intervals of reverse polarity. Our measurements show that the behavior of the magnetic field during the superchron is no different from previous periods (chrons M0-M1-M2) and the following magnetic period (chrons 33n and 33R) and the definition of ‘superchron’, long geomagnetic event without inversions, must be questioned