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Les lithosphères océaniques

Mise à jour le 16/05/2016
Par Isabelle Veltz
De nouvelles lithosphères océaniques sont créées en permanence le long des dorsales océaniques par expansion continue des fonds océaniques. Les études en cours dévoilent des structures et des compositions beaucoup plus hétérogènes que celles que nous enseignons en classe. Mêmes les termes de LOT et HOT mis en avant dans les années 90 méritent à présent de faire peau neuve. A la zone d'accrétion bien pratique à enseigner en classe tant par sa symétrie que par son fonctionnement, fait place aujourd'hui des systèmes générateur de lithosphères très hétérogènes. Cette synthèse à pour but de dépoussiérer nos conceptions afin de pouvoir anticiper à la lecture des travaux scientifiques récents, les futures "nouveautés" que nous aurons à enseigner dans quelques années.

Introduction

La lithosphère océanique couvre près de 71% de la surface de la Terre. Elle se forme au niveau de l'axe des dorsales océaniques soit par le biais d'un magmagatisme qui favorise l'évacuation de la majeur partie de l'énergie terrestre soit par le biais de l'exumation du manteau. Entre ces deux extrèmes, les études en cours montrent que les fonds océaniques sont très variés. Au sein même d'une "plaque" ils sont souvent hétérogènes tant dans l'espace que dans le temps, ce qui conduit à envisager des modes de mise en place variables temporellement. 

L'étude de la maturation de ces lithosphères a, elle aussi, fait ressortir de nombreuses nouvelles données tant dans les interactions avec le monde microbien dans les processus de serpentinisation et dans le cycle du carbone, que dans la gîtologie des matériaux utiles et dans la comprehesion de l'histoire des océans aujourd'hui disparus.

Sommaire 

Types de lithosphères océaniques.

Les marges passives.

"Accrétions" océaniques.

Aimantation rémanente et accrétion des fonds océaniques.

Évolution de la lithosphère.  (en construction)

Les lithosphères fossiles. (en construction)

Matériaux utiles et gîtologie. (en construction)

Lexique.

Bibliographie. 

Quizz.

Lexique 

troctolite : roches plutoniques proche des gabbros, riche en olivine et en plagioclases qui se met en place à la base des cumulats gabbroïques au contact de la péridotite.  

 

Bibliographie.

 

 

  1. Dick, H. J.-B., Natland, J. H. & Ildefonse, B., 2006. Past and Future Impact of Deep Drilling in the Oceanic Crust and Mantel. Oceanography, 19 (4), 72 - 80.

  2. M. Gillis, K., Snow, J.E., Klaus, A., Abe, N., Adriao, I.B., Akizawa, Ceuleneer, N.G.Cheadle, M.J., Faak, Trevor, K., Falloon, J., Friedman, S.A., Godard, M., Guerin, G., Harigane,Y. Horst, A.J., Hoshide, T., Ildefonse, B.,  Jean, M.M., John, B.E., Koepke, J., Machi, S., Maeda, J. , Marks, N.E., McCaig, A.M., Meyer, R.M., Morris, A., Nozaka, T., Python, M., Saha, A. & Wintsch, R.P., 20113. Primitive layered gabbros from fast-spreading lower crust. Nature, 12788. 9p.

  3. Searle, R., 2013. Mid-ocean ridges. Cambridge University, Press. 400 p..

  4. Sinha, M.C., Contable, I.S., Pierce, C., White, A., Heinson, G., MacGregorl, L.M. & Navin, D.A., 1998. Magmatic process at slow spreading ridge ; implications of the RAMESSES experiment at 57°45'N on the Mid-Atlantic Ridge. Geophys. J. Int, 135, 731-745.

  5. Schoolmeesters, N., Cheadle, M.J., John, B. E., Reiners, P. W., Gee, J. & Grimes, C.B., 2012. The cooling history and the depht of detachment faulting at the Atlantis Massif oceanic core complex. Geochem. Geophys. Geosyst. 13, 1-19.

  6. MacLeod, C.J., Searle, R.C., Murton, B.J, Casey, J.F., mallows, C., Unsworth, S.C., Achenbach, K.L. & Harris, M., 2009. life cycle of oceanic core complexes. Earth and Planetary Science Letters, 287. 333-344.

  7. Ciazela, J., Koepke, J., Dick, H. J.-B. & Muszynski, A., 2015. Rock exposures at oceanic core complexes along mid-ocean ridges. Geologos, 21 (4), 207-231.

  8. Bornner. A., Sauter, D., Munschy, M., Carlut, J., Searle, R., Cannat, M. & Manatschal, G., 2014. Magnetic signature of large exhumed mantel domains of the Southwest Indian ridge - results from a deep-tow geophysical survey over 0 to 11 Ma old seafloor. Solid Earth, 5, 339-354.

  9. Gillard, M., 2014. Évolution tectono-magmatique menant à l'océanisation sur les marges passives pauvres en magma : exemple des marges Australie-Antactique. Thèse de l'Université de Strasbourg - Institut de physique du Globe de Strasbourg (UMR7516), 250 p..

  10. Hoisé, E., 2011. Contribution à l'étude du message magnétique porté par la lithosphère océanique : l'altération des minéraux  magnétiques anomalies magnétiques de haute résolution. Thèse de l'Université de Paris 11. 264 p..

  11. Manatschal, M., 2012. Magmatic Rifting & Active Volcanism Conference, Addis Adaba, 10-13 2012.

  12. Monh, G., Karner, G.D., Manatschal, G., & Johnson, A., 2015. Structural and stratigraphic evolution of the Iberria-newfounland hyper-extended rifted margin : a quantitative modeling approach. In Gibson, G.M., Roure, F. & Manatschal, G. (eds) Sedimentary Bassins and Crustal Processes at Continental Margins : From Modern Hyper-extended Margins to deformed Ancients Analogues. Geological Society, London, Special Publications, 413 p.

  13. Preon-Pinvidic, G. & Manatschal, G., 2010. From microcontinents to extensional allocthons : witnesses of how continents rift and breack apart ? Petroleum Geosciences, 16, 1-10.

  14. Tsikalas, F., Faleidde, J.I., Eldholm, O. & Blaich, O.A., 2012. The NE Atlantic conjugate margins. In Roberts, D.G. & Bally, A.W. (eds).Regional Geology and Tectonics : Phanerozoic Passiv Margins, Cratonic Bassins and Global tectonic Maps. Elsevier. 141-189.

  15. Geoffroy, L. et al. , 2015. Volcanic passive margins: another way to break up continents. Sci. Rep. 5, 14828; doi: 10.1038/srep14828

  16. Cannat, M. Manatschal, G., Sauter, D. & Peron-Pinvidic, G., 2009. Assessing the conditions of continental breakup at magma-poor rifted margins : Wath can we learn from spreading mid-ocean ridges ?. Comptes R.endus Geosciences, 341(5),406-427.

  17. Franke, D., 2013. Rifting, lithosphere breackup and volcanism : comparison of magma-poor and volcanic rifted margins. Marine and Petroleum Geology, 43, 63-87.

  18. Stica, J.M., Zalan, P.V. & Ferrari, L.A., 2014. The evolution of rifting on the volcanic margin of the Pelotas Basin and the contextualization of the Parana-Etendeka LIP in the separation of Gondwana in the south Atlantic. Marine and Petroleum Geology, 50, 1-21.

  19. Haupert, I., Manatschal, G., Decalis, A. & Unternehr, P., 2016. Upper-plate magma-poor rifted margins : stratigraphic, architecture and structural evolution. marine and Petroleum Geology, 69, 241-261.

  20. Whitney, D.L., Teyssier, C., Rey, P. & Buck, W.R., 2012. Continental and océanic core complexes. Geological Society American Bulletin pub on line 21-12 201 as doi : 10.1130/B30754.1.

  21. Bryan, E. & Ferrari, L., 2013. Large igneous provinces and silicic large igneous provinces : progress in our understanding over the last 25 years. Geologycal Society of America Bulletin, on line 25/4/2013; dio 10.1130/B30820.1.

  22. Haupert I., 2015. Etude des hauts et bas topographiques dans les marges profondes de type "upper plate" : exemple des unités du Briançonnais et du Prépiemontais dan sles Alpes et comparaison avec des analogues modernes. Thèse de l'Université de Strasbourg / Institut de physique du globe (UMR7516). 3227p..

  23. Zalan, P. V., 2015. Similarities and differences between Magma-Poor and Volcanic Passive margins - Applications to the Bazilian Marginal Basins. Fourteeth International Congress of the Brasilian Geophysical Society. Dio : 10.1190/sbgf 2015-007.

  24. Abdelmalak, M.M., Meyer, R., Planke, S., Faleide, J.I., Gernigon, L., Frieling, J., Sluijs, A., Reichar, G.-J., Zastrozhnov, D., Theissen-Krah, S., Said, A. & Myklebust, R., 2016. Pre-breakup magmatism on Voring Margin : Insight from new sub basalt imaging and result from ocean Drilling Program Hole 642E. Tectophysics, 675. htp://dx.dio.org/10.1016/jtecto.2016.02.037.

  25. Basile, C., 2015. Transform continental margins - part 1 : concepts and models. Tectonophysics, 661, 1-10.

  26. Loncke, L , Maillard, A., Basile, C., Roest, W. R., Bayon, G. Gaullier, V., Pattier, F., Mercier de Lepinay, M., Grall, C., Droz, L.,  Marsset, T., Giresse, P., Caprais, J. C., Cathalot, C., Graindorge, D., Heuret, A., Lebrun, J. F., Bermell, S., Marcaillou,  B., Sotin, C., Hebert, B., Patriat, M., Bassetti, M. A., Tallobre, C., Buscail, R., Durrieu de Madron, X. & Bourrin, F., 2015. Structure of the Demerara passive-transform margin and associated sedimentary processes. Initial results from the IGUANES cruise. In Nemcok, M., Rybar, S., Sinha, S. T., Hermeston, S. A. & Ledvenyiova , L. (eds) Transform Margins : Development, Controls and Petroleum Systems. Geological Society, London, Special Publications, 431 p., http://doi.org/10.1144/SP431.7

  27. Chelalou, R. 2015. Formation et évolution du bassin de Boucheville, implication sur l'évolution tectonique, métamorphique et sédimentaires mésozoïque du Nord Est des Pyrénées. Thèse de l'Université de Rennes 1. 182 p..

  28. Droin, M., 2008. Impregnation magmatique de la lithosphère océanique : Etude microstructurale et géochimique des séries gabbroïques forcées à la dorsale Médio-Atlantique. Thèse de l'Université de Montpellier 2. 427 p.. 

  29. Hansen, L.N., Cheadle, M.J., John, B.E., Swapp, S.M., Dick, H.J.B., Tucholke, B.E., Tivey, M.A., 2013. mylonitic deformation at the Kane oceanic core complex : Implications for the rheological behavior of oceanic detachment faults: Rheology of Kane oceanic Core Complex. Geochemistry Geophysics Geosystems, 14 (8), 3085 - 3108.

  30. White, S.M., Macdonald, K.C. & Haymon, R.M., 2000. Basaltic lava domes, lava lakes, and volcanic segmentation on the southern East Pacific Rise. Journal of Geophysical reaserch, 105

  31. Michibayashi, K., Harigane, Y., Ohara, H. & Okamoto, A. 2014. Rheological properties of detachment shear zone of an oceanic core complex inferred by plagioclase flow law : Godzilla megamullion Parece Vela back-arc bassin, Philippine sea. Earth and Planetary Sciences Letters, 408, 16-23.

  32. Pinto, V. H., 2014. Linking tectonic evolution with fluid istory in hyperextended rifted margins : examples from the fossil Alpine and Pyrenean rift systems and the resent-day Iberia rifted margin. Thèse de l'Université de Strasbourg - Institut de Physique du Globe (UMR 7516). 256 p..

  33. Gernigon, L., Lucazeau, F., Brigaud, F., Ringenbach, J.-C., Planke, S. & Le Gall, B., 2006. A moderate melting model for the Voring margin (Norway) based on structural observations and a thermo-kinematical modelling: Implication for the meaning of the lower crustal bodies. Tectophysics, 412, 255-278.

  34. Bronner, A., 2013. Etude des anomalies magnétiques dans les domaines de manteau exhumé. Apport sur les processus de l'océanisation. Thèse de l'Université de Strasbourg, Institut de Physique du Globe (UMR 7516). 125 p.

  35. Juteau, T. & Maury, R., 2012. La croûte océanique : Pétrologie et dynamique endogène. Vuibert. 582 p. & 32 pl..

  36. White, S.M., Mason, J.L., Macdonald, K.C., Perfit, M.R., Wanless, V.D. & Klein, E.M., 2009. Significance of widespread low effusion rate eruptions over the past two million years for delivery of magma to the overlapping spreading center at 9°N East Pacific Rise. Earth and Planetary Science Letters, 280, 175-184.

  37. Mougel B., 2013. Variabilité géochimique du manteau à très petite échelle sous la dorsale Est-Pacifique (15°37'- 15°47'N). Thèse de l'Université de Bretagne Occidentale, 273 p..

  38. Klein, E. M., White, S.M., Nunnery, J.A., Mason-Stack, J.L., Wanless, V.D., Perfit, M.R., Waters, C.L., Sims, K.W.W., Fornari, D.J., Zaino, A.J., Ridley, W.I., 2013. Seafllor photo-geology and sonar terrain modelling at the 9°N overlapping spreading center, East Pacific Rise. Geochemistry Geophysic Geosystems, 14, 1-26. doi : 10.1002/2013/GC004858.

  39. Arnulf, A.F., Singh, S.C., & Pye, J.W., 2014. Seismic evidence of a complex multi-lens melt reservoir beneath the 9°N Overlapping Spreading Center at the East Pacific Rise. Geophysical Research letters, 41, 1-8, doi : 10.1002/2014GL060859.

  40. Dyment J., Lin J. & baker, T., 2007. Ridge-Hotspot Interactions, Oceanography, 20 (1), 102-115.

  41. Sauter, D., Cannat, M., Rouméjon, S., Andreani, M., Birot, D., Bronner, A., Brunelli, D., Carlut, J., Delacour, A., Guyader, V., MacLeod, C. J., Manatschal, G., Mendel, V., Ménez, B., Pasini, V., Ruellan, E. & Searle, R., 2013. Continuus exhumation of mantle-derived rocks at the Southwest Indian Ridge for 11 million years. Nature Geosciences, 6, 314-320.
  42. Péron - Pinvidic, G., Manatschal, G., Masini, E., Sutra, E., Flament, J.M., Haupert, I. & Unternehr, P, 2015. Unravelling the along- strike variability of the Angola-Gabon rifted margin : a mapping approach. In Sabato-Ceraldi, T., Hodgkinson, R.A., & Backe, G. (eds), Petroleum Geoscience of the West Africa Margin, Geologycal Sociéty, london, Special Publications, 438.
  43. Prosser, S., 1993. Rift related linked depositional systems and their seismic expression. Geological Society London Special Publication, 71 (1), 35-66.
  44. Brune, S., Heine, C., Pérez-Gusinyé, M. & Sobolev, S.V., 2014. Rift migration explains continental margin asymmetry and crutal hyper-extension. Nature Communications/5:4014/DOI:10.1038.
  45. Brune, S. & Autin, J. 2013. The rift to break-up evolution of the Gulf of Aden : insights from 3D numerical lithospheric-scale modelling. Tectonophysics, 607, 65-79.
  46. Brune, S., Popov, A.A. & Sobolev, S.V., 2013. Quantifying the thermo-mecanical impact of plume arrival on continental break-up. Tectonophysics, 604, 51-59.
  47. Koopmann, H., Brune, S., franke, D. & Breuer, S., 2014. Linking rift propagation barriers to excess magmatism at volcanic rifted margins. Geology, doi : 10.1130/G36085.1. 4 p.
  48. Dilek, Y. & Furnes, H., 2011. Ophiolithe genesis and global tectonics: geochemical and tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere. GSA Bulletin, 123 (3/4), 387- 411.
  49. Furnes, H. & Dilek, Y., 2017. Geochemical characterization and petrogenesis of intermediate to silicic rocks in ophiolites : a global synthesis. Earth-Science Rewiews, 166, 1-37.

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