Modèle de concours : CNC 2010 Géologie (BCPST) — Concours National Commun
En bref
Ce document est une ancienne épreuve écrite du concours de Concours d'accès aux écoles d'ingénieurs organisé par Concours National Commun (CNC) — CPGE (2010), publiée sur Wadifa Info en consultation et téléchargement PDF gratuits, avec une correction proposée.
- Organisme
- Concours National Commun (CNC) — CPGE
- Grade
- Concours d'accès aux écoles d'ingénieurs
- Spécialité
- Géologie
- Année
- 2010
- Pages
- 7
- Langue des questions
- français
- Correction
- correction proposée disponible sur cette page
📝 Texte des questions (extrait automatiquement des pages scannées)
Ce texte est extrait automatiquement des images de l'épreuve et peut contenir des erreurs de lecture — les images ci-dessus font foi.
Royaume du Maroc Ministère de l’Education Nationale de l’Enseignement Supérieur, de la Formation des Cadres et de la Recherche Scientifique Présidence du Concours National Commun Ecole Supérieure des Industries du Textile et de l'Habillement (ESITH) Concours national commun d’Admission aux grandes Ecoles d’Ingénieurs ou Assimilées Session 2010 EPREUVE DE GEOLOGIE FILIERE BCPST Détection d’une erreur éventuelle par le candidat Dans le cas où un(e) candidat(e) repère ce qui lui semble être une erreur d’énoncé, il (elle) le signale très lisiblement dans sa copie, propose la correction et poursuit l'épreuve en conséquence. Durée de l'épreuve : 04 heures wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو CNC-2010 EPREUVE DE GEOLOGIE Exercice1 : sismologie et structures internes . Le document 1 détaille les variations de vitesse des ondes P et S dans les mille premiers kilomètres de la Terre. vitesse des ondes sismiques (km/s) 2 4 6 8 10 € 400 - 800 Document 1 - Vitesses des ondes sismiques en fonction de la profondeur 1. Déterminer les profondeurs limites 5 Température (°C) trois grandes subdivisions visibles sur le 1000 À de 2000 doc.1. Nommer ces subdivisions. 2. Que peut-on remarquer dans la 4 subdivision intermédiaire ? 50 / gradient ا " géothermique Ee document 2 présente la courbe du D nn cotvdéths gradient géothermique (évolution de la - ١ des roches température avec la profondeur) et la 5 ١ courbe de fusion débutante des matériaux 5 159 1 constituants les 300 premiers kilomètres de D ١ la Terre. On note R le comportement È ١ mécanique d’une roche pour une 8 ١ profondeur donnée. En simplifiant, cette 250 grandeur correspond à la température de la 1 roche par rapport à sa température de 1 fusion. Si R est inférieur à 0,5 le comportement de la roche est dit cassant, si Dsctisnt ?-Gédthare dt وزو R est supérieur à 0,5 le comportement de la roche est ductile. 3. Calculer la valeur de R pour des roches situées à des profondeurs de 50 et 150 km. 4. Relier ces valeurs avec certaines variations de vitesse observables sur le document 1. 5. Comment expliquer les autres variations de vitesse, en particulier celles comprises entre 300 et 700 km ? wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو 7 ة!._.جاسببممتتاتبأللالىليسب7 456 Exercice 2 : Bilan thermique de la terre. On se propose d'étudier un certain nombre de données concernant l'énergie thermique dégagée par le globe. Une partie de cette énergie a pour origine la chaleur dégagée lors de la désintégration radioactive d'éléments. RE NN | 1% | 16,4.10° kg 8,86.10° kg 2872.10° kg 0: -|/ 0 16.10 ا 0,).10 0 00.10 W.kg' 5 2 16.10 W.kg' 0,7.107 W.kg' 0,03.107" W.kg' & g 0710 W.kg' 0,1.10°° W.kg” 0,007.10° °° W.kg' 1. À partir des données quantitatives présentées dans le tableau ci-dessus : a. calculer les puissances totales (en W) délivrées par les croûtes continentales et océaniques et le manteau. b. Les pourcentages de contribution de chaque compartiment, et conclure. Le tableau ci-dessous donne les valeurs de flux de chaleur mesurées à la surface des continents et des océans, exprimées en mW.m* : CONTINENTS OCEANS Afrique 49,8 | Atlantique Nord 67,4 Am. du Sud 52,7 Atlantique Sud 59,0 Am. du Nord 54,4 Océan Indien 83.3 Australie 63,6 Pacifique Nord 95,4 Europe et Asie 60,2 Pacifique Sud 77,4 n Bassin marginaux 71,1 2. Calculer la valeur moyenne du flux de chaleur en surface pour les continents qe et les océans qo. Pourquoi les valeurs sont-elles différentes. 3. Calculer la valeur moyenne du flux de chaleur en surface pour l'Atlantique et Pacifique .Proposer une hypothèse pour expliquer la différence. 4. Calculer les quantités totales de chaleur dégagées d'une part par les continents Qc et par les océans Qo, sachant que la surface du globe est 510.101 m? , et que les continents occupent 215 de la surface terrestre. 5. Comparer la puissance totale (en W) dissipée à la surface de la Terre à la part d'origine radioactive. Indiquer les autres origines de la chaleur interne terrestre. نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو wadifa-info.com CNC-2010 EPREUVE DE GEOLOGIE Exercice 3 : Etude géologique des Alpes La figure 1 est une carte des Alpes occidentales .on y voit représentées des ophiolites. Le ne شر ) 27 4 ا A Det للب ير | + Ve Chenaillet 7 . (0 0 4 FE x M} 1 "Torino chars ليت عدون à + À Le Ligne Insubrienne FE Pays RE PF وا + } das Massits |" 5) KE 8 ااه اماس ل براي externes]. *Ÿ LR EX A9 FLE Flyschs CPÉ VAE AYE CO à / سا نا بلج بال انال اللي لمفكها [ * . راب GA ES لي 2 "ل بحب اش يي لا : 77 Sédiments 7ج ااا اجن انا سوا : 8 Scéanques KIA, + pa À RS * EM ophiontes | A+ AM RQ "0 =] Massif Bt + ألا emes و او 1 4 متها . Plaque Afrique | 7 ا Ausf LORS PACE SN Apr 4 Chevauchements | LR. BE \ Avant . با 5 | Pays Fallles Schwartz 2002 Figure ل : Carte simplifiée des Alpes occidentales. Le Massif du Chenaillet, Le Queyras et le Mont Viso y sont localisés. AM=Argentera Mercantour, P=Pelvoux, MB =Mont Blanc, DM-Dora Maira, GD-Grand Paradis, MR=Mont Rose. 1. Qu'est-ce qu'une ophiolite ? 2. Dans quels contextes géodynamiques trouve-t-on des ophiolites ? Donnez deux exemples. wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو CNC-2010 EPREUVE DE GEOLOGIE Nous allons nous intéresser aux différents massifs ophiolitiques des alpes occidentales. La figure 2 montre une image du sommet du massif ophiolitique de Chenaillet localisé sur la figure 1, la figure 3 montre un détail des roches présentes au sommet de ce massif. 7 7 1 ا ra 1 ل se x 5 Pr SR PAIE 2) Le 2 7 ا اط : د Fr 0 és ARLES re | RIRE See EH: ده ا الا تي | PAT ااا ا - - متهن ان حا 0-0 0 .رهض NON RS RS en nn Noire NET LL LE NS d © 0 mie ا à ا ا rs ل ا Lee ss ne PORTE. لب الحجية. ينصح د ان D : | + AE | ل ل 0 ١ ج< ار لا للا اي ب م PE 0 Fr. PR SRE D ا Ode dure ou |: Cv د ‘Rs RON Ci ra, Vu fe. ET AU, ارو ST AT NC الب ار re Re Ms US UN LL. OT SENS ل ا ا ا dt D dan “CR اس ل اق D MD nor Oo 7 eg" ل ie الله لحا رذ انا اي ال ا اا مي ال ا ال د ا ا سس 7 مود اولي اللا ا ييا ا الا ل SE 7 Nes Ve ل Figure 2 : À) Sommet du Chenaillet. B) Détail de l’affleurement. 3. Décrivez ce que vous observez et émettez une hypothèse quant à la nature de ces roches. La lithologie des roches situées juste en dessous des celles formant le sommet est montrée dans la figure 3 (échantillon C1). Cet échantillon a été recueilli dans les parties les moins déformées du massif. à نيم > زوك M ns "WP, À PLU - لكر > الال 72.4 1 : AE ف . a حرا ١ £a to : ا .م 7 + 4 CS . Ÿ د à لد ابر ll ا = ra 7 0 ان Æ en LS 4 . LES “fe جا Ta À LÀ AR" LEP RU à 07 اا ne في حا كر لاب © م 7د ااه ال ايف one, كد الماك ا لس CIS دن لريب ا ا 7 FT Aus LE Be: 7 دن الل PRE بإ nee Ne 7 الا .. . < HE me a #2 is te y + - T4 LA ES SE n الا يج Rod : c 0 ل 2 حب * Figure 3 : Echantillon C1. À) Vue macroscopique. B) Vue au microscope en lumière polarisée et analysée d’une lame mince de la roche montrée en À. 4. Quelle est la minéralogie de cette roche (donnez les critères de reconnaissances) ? 5. Décrivez la texture de cette roche. 6. Attribuez un non à cette roche. 7. Dans quel contexte géodynamique se forme cette roche ? wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو CNC-2010 EPREUVE DE GEOLOGIE Les échantillons recueillis dans les zones déformées sont montrés par la sur la figure 4 : حم moyennement déformés et B très déformés. FRE RER 8 Ébns Re US à Re A a LU dt dt DU PUR RÉ RE تضم الا ا مر CI RTE Pr ا الل CNE Rd 7 D RE UE PAST NE PU à 0, POP دي RS A RMS 20: À 1 ل ل ا ا ا 5 SR ا NRA او اح حت 7 لكاو ادا الوا اا "1 يد نود هج ل ل ل ANT Pre re LP د يد الوه بي مام لا اا 7 جود 5 LS را ا الور نب محا ا سدس ا ا مس اام عر لا تر ل ا ال ا ااا شع ا ا ل مر ا ا ان oem در ال ل انوا ا اسن الج وو اا UM les 7. د مد ل ا و ال ل ل ا ا a D اح له لوجي من CS د الي ترا د حا د PI PER De Bt قات RER PTE KA LOT RTE Dre tee + كر EU prés ET ET y DRE", Le D RU Ar ER ا NO PARTNER En e. Re 20e Mme pe Li De RP را الاو | ا كان للقن NE de رسيي ابيا ااا pneu مح ل ل د ان اال شو أ سي الاش الا Figure. 4: À) Echantillon C2. Vue au microscope d’un échantillon provenant des zones déformés du Chenaillet (Cpx = clinopyoxène, Hb - horblende, PI - plagioclase). B) Echantillon C3. Vue macroscopique prise sur une zone très déformée. La présence d’actinote et de chlorite confère à la roche sa teinte verte. 8. En vous appuyant sur les principes de la chronologie relative , donner le sens des réactions qu'on y observe pour C2 et C3. 0 : 40 200 0 0 (l Te(eC) : + actimote ل اند ساي ا à FE, x \+ eau h 1:0 glaucophane y . SV Se \ : HER 5 + AM : : ص 0 1 دج ا 25 15 لقاع ١ ‘«.clinopyroxène à Siret à 38 |! م : مك ا اج 8 1 + Plagioclase : FOR Au \ : Omtat : D à ECLOGITE 25—:::dans la مسطقة [1:3 Te. RS RER NE AE RTE eux quartz PAR ER PER ARR coésite ” << 30 Pression Profondeur (Kbar) (Km) Figure 5 : Diagramme P-T montrant les principales réactions métamorphiques et le solidus des roches basiques. Om= omphacite, qtz = quartz. Les limites entre les principaux faciès sont reportées (SB = schiste bleu, SV = schiste vert, AM - amphibolite, GR = granulite) wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو CNC-2010 EPREUVE DE GEOLOGIE 9. Quel minéral est en excès ? 10.Placer sur la figure 5, après l’avoir recopiée ou collée sur votre copie, les différents échantillons C1, C2 et C3. 11.Attribuer un faciès à C1, C2 et C3. 12. Quel est alors le nom de ces roches ? 13.A partir des réponses aux questions précédentes, deduisez le trajet : pression -température-temps (P-T-t) du Chenaillet. 14. Comment interpréter vous de point de vue géodynamique cette évolution ? Exercice 4 : analyse de la déformation A la surface d’un schiste primaire prélevé dans le Massif Armoricain, on peut observer deux trilobites disposés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre par les hasards de la fossilisation. Au carbonifère moyen, des déformations les ont affectés. Le schéma ci-dessous représente, en taille réelle, ces deux fossiles en place à la surface du schiste. Fr) fa 2 : L, :60mm 4 at 2 ا 0 ; 5 À? L:65mm / fil" | 0 Li :160mm ا مضا | 7 حا m7 ms 2? ' ع a ; أي mn Ft AA ال لاي فر A 0 ,نين بحب باورا | | 9 Trilobite 8 tu ب dus ny ب ام ايا شك جد اج كم “af Vs 9 لذلاب rrilobite م 4: . a \ 0 l :30mm 1. Préciser grâce à ces fossiles, le type de déformation subi par la roche. On suppose pour simplifier que : - les 2 animaux étaient, à leur mort, de même taille. - la déformation s'est faite à volume (et surtout à surface visible) constant(e). - la déformation est coaxiale. 2. Calculer à partir des mesures notées sur le schéma, la longueur (Lo) et la largeur (lo) initiales des trilobites. 3. Construire l’ellipsoïde de déformation par rapport à une sphère initiale de rayon = 1 cm. wadifa-info.com نماذج المباريات من موقع وظيفة إنفو
✅ Correction proposée
Il s'agit d'une correction proposée, rédigée par l'équipe wadifa-info pour vous aider à comprendre la méthode — ce n'est pas un corrigé officiel de l'administration organisatrice.
Ce modèle est l'épreuve de Géologie du Concours National Commun (CNC) 2010, filière BCPST, d'admission aux grandes écoles d'ingénieurs. Durée : 4 heures. Quatre exercices : sismologie et structure interne, bilan thermique de la Terre, ophiolites des Alpes (massif du Chenaillet) et analyse de la déformation (trilobites déformés). Voici une correction proposée.
💡 Lecture de graphiques : les valeurs lues sur les documents sont approchées ; indiquez toujours la méthode (lecture, puis calcul) et arrondissez raisonnablement. Le correcteur juge surtout le raisonnement et la cohérence avec les connaissances.
Exercice 1 : sismologie et structure interne
1. Les trois subdivisions (doc. 1)
- 0 à ≈ 100 km : la lithosphère — après la croûte superficielle (vitesses faibles), les vitesses sont élevées (S ≈ 4,5 km/s, P ≈ 8 à 9 km/s) : matériau rigide.
- ≈ 100 à ≈ 250 km : la zone à moindre vitesse (LVZ) — les vitesses diminuent nettement (S vers ≈ 3 km/s, P vers ≈ 8 km/s) : c'est l'asthénosphère.
- Au-delà de ≈ 250 km : le manteau sous-asthénosphérique (mésosphère) — les vitesses augmentent à nouveau avec la profondeur, par paliers.
Les limites sont lues sur un document schématique : ordres de grandeur ± quelques dizaines de km.
2. Subdivision intermédiaire
Les ondes P et S y sont ralenties, les ondes S proportionnellement davantage : le matériau est moins rigide. On l'explique par une température proche du solidus et la présence d'un très faible taux de fusion partielle (de l'ordre du %) : les roches y sont ductiles. C'est le niveau sur lequel glissent les plaques lithosphériques.
3. Calcul de R (doc. 2)
La courbe continue (qui part de 0 °C en surface) est le géotherme, la courbe tiretée le solidus. Lectures approchées :
- 50 km : T ≈ 600 °C, Tfusion ≈ 1150 °C : R ≈ 600/1150 ≈ 0,5 (≈ 0,52 à 0,55 selon la lecture).
- 150 km : T ≈ 950 °C, Tfusion ≈ 1160 °C : R ≈ 0,8.
À 50 km, R ≈ 0,5 : la roche est à la limite cassant/ductile et appartient encore à la lithosphère rigide ; à 150 km, R ≈ 0,8 > 0,5 : la roche est nettement ductile, très proche de sa température de fusion. (Réponse probable : le résultat à 50 km dépend de la précision de lecture du graphique.)
4. Lien avec le doc. 1
À 150 km, la température s'approche le plus du solidus (écart minimal entre les deux courbes vers 100–200 km) : roches ductiles, partiellement fondues, d'où la baisse des vitesses (LVZ). Au-dessus (R plus faible), roches rigides : vitesses élevées de la lithosphère. La base de la lithosphère est donc une limite thermique et mécanique (et non chimique).
5. Autres variations de vitesse
Sous la LVZ, l'écart au solidus augmente de nouveau et la pression croissante augmente les modules élastiques : les vitesses croissent régulièrement. Entre 300 et 700 km, les sauts de vitesse (vers ≈ 400 km et ≈ 670 km) traduisent des changements de phase minéralogique de l'olivine du manteau sous l'effet de la pression, à composition chimique constante : olivine → wadsleyite puis ringwoodite (structures de type spinelle) vers 410–520 km, puis ringwoodite → pérovskite + ferropériclase (magnésiowüstite) vers 670 km. Ces minéraux plus denses et plus compacts transmettent les ondes plus vite : c'est la zone de transition entre manteau supérieur et manteau inférieur.
Exercice 2 : bilan thermique de la Terre
1. (a) Puissances radiogéniques totales
| Compartiment | Puissance massique U + Th + K | Masse | Puissance totale |
|---|---|---|---|
| Croûte continentale | (1,6 + 1,6 + 0,7)·10−10 = 3,9·10−10 W/kg | 16,4·1021 kg | ≈ 6,4·1012 W |
| Croûte océanique | (0,9 + 0,7 + 0,1)·10−10 = 1,7·10−10 W/kg | 8,86·1021 kg | ≈ 1,5·1012 W |
| Manteau | (0,02 + 0,03 + 0,007)·10−10 = 5,7·10−12 W/kg | 2872·1021 kg | ≈ 16,4·1012 W |
| Total | ≈ 24,3·1012 W |
1. (b) Contributions et conclusion
Croûte continentale ≈ 26 %, croûte océanique ≈ 6 %, manteau ≈ 67 %. Par kilogramme, la croûte continentale est de loin la plus productive (≈ 70 fois le manteau) car U, Th et K, éléments incompatibles, se sont concentrés dans la croûte lors de la différenciation ; mais le manteau, par son énorme masse, fournit les deux tiers de la chaleur radiogénique.
2. Flux moyens continents / océans
qc = (49,8 + 52,7 + 54,4 + 63,6 + 60,2)/5 ≈ 56,1 mW·m−2 ; qo = (67,4 + 59,0 + 83,3 + 95,4 + 77,4 + 71,1)/6 ≈ 75,6 mW·m−2 (moyennes arithmétiques, non pondérées par les surfaces).
Les océans évacuent plus de chaleur : la lithosphère océanique est jeune, mince et chaude, formée aux dorsales par remontée de manteau chaud (convection, magmatisme, circulation hydrothermale), alors que la lithosphère continentale est épaisse et ancienne et transmet la chaleur par conduction seulement, malgré la production radiogénique de sa croûte.
3. Atlantique / Pacifique
Atlantique : (67,4 + 59,0)/2 = 63,2 mW·m−2 ; Pacifique : (95,4 + 77,4)/2 = 86,4 mW·m−2. Hypothèse : la dorsale Est-Pacifique est une dorsale rapide ; elle produit beaucoup de lithosphère jeune et chaude, donc une plus grande proportion du plancher pacifique est à fort flux, alors que l'Atlantique est bordé par une dorsale lente (plancher en moyenne plus âgé et plus froid). On peut ajouter le volcanisme intraplaque (points chauds) du Pacifique.
4. Quantités totales de chaleur
Surface des continents : (2/5) × 510·1012 = 204·1012 m2 ; des océans : 306·1012 m2.
- Qc = 56,1·10−3 × 204·1012 ≈ 1,15·1013 W
- Qo = 75,6·10−3 × 306·1012 ≈ 2,31·1013 W
- Total ≈ 3,5·1013 W (soit ≈ 1,1·1021 J par an) ; les océans évacuent les deux tiers de la chaleur.
5. Comparaison et autres sources
Part radiogénique / flux total ≈ 24,3/34,6 ≈ 70 % avec ces données. Le reste provient de la chaleur primitive : énergie d'accrétion (impacts), énergie gravitaire de la différenciation (formation du noyau), refroidissement séculaire du globe, chaleur latente de cristallisation de la graine (noyau interne) ; contribution mineure de la dissipation par les marées.
Exercice 3 : étude géologique des Alpes
1. Ophiolite
Fragment de lithosphère océanique charrié sur un domaine continental. Séquence type, de bas en haut : péridotites du manteau (harzburgites, souvent serpentinisées) → gabbros (lités puis isotropes) → complexe filonien de dolérites (basaltes en filons) → basaltes en coussins (pillow-lavas) → sédiments océaniques (radiolarites, calcaires pélagiques).
2. Contextes et exemples
On trouve des ophiolites dans les zones d'obduction (lithosphère océanique chevauchant une marge continentale) et dans les chaînes de collision, où elles jalonnent la suture d'un ancien océan refermé. Exemples : ophiolite d'Oman (obduction) ; ophiolites alpines (Chenaillet, Queyras) ou himalayennes (suture de l'Indus-Tsangpo) ; au Maroc, l'ophiolite de Bou Azzer (Anti-Atlas, chaîne panafricaine).
3. Figure 2
A : sommet sombre formé de roches massives. B : empilement de masses arrondies, en « boudins » ou en sacs (quelques dizaines de cm à 1 m), à surface lisse et à fractures radiales, moulées les unes sur les autres. Hypothèse : ce sont des basaltes en coussins (pillow-lavas), formés par une lave basaltique qui refroidit brutalement au contact de l'eau de mer lors d'une éruption sous-marine — donc un fragment de croûte océanique.
4. Minéralogie de C1
- Plagioclase : cristaux clairs à l'œil nu ; en LPA, sections allongées, teintes de polarisation grises (blanc-gris-noir) et macles polysynthétiques (bandes alternées claires/sombres).
- Pyroxène (clinopyroxène) : cristaux sombres à l'œil nu ; en LPA, teintes vives, deux clivages proches de 90° en section basale, pas de macle polysynthétique.
- Éventuellement de l'olivine (craquelée, teintes très vives) : non identifiable avec certitude sur le cliché.
5. Texture
Texture grenue : roche entièrement cristallisée (holocristalline), sans verre, cristaux jointifs de taille comparable et visibles à l'œil nu → refroidissement lent en profondeur.
6. Nom
Gabbro (roche magmatique plutonique basique à plagioclase + pyroxène).
7. Contexte de formation
Le gabbro cristallise lentement dans la chambre magmatique sous une dorsale océanique, à partir d'un magma basaltique issu de la fusion partielle par décompression des péridotites du manteau ; il forme la partie inférieure de la croûte océanique, sous les filons et les basaltes en coussins.
8. Sens des réactions (C2 et C3)
Principe de chronologie relative : un minéral qui en entoure un autre (couronne) ou qui se développe à son contact en le remplaçant lui est postérieur.
- C2 : la hornblende forme une couronne entre le clinopyroxène (au cœur) et le plagioclase : elle s'est formée après eux, à leur interface. Réaction : clinopyroxène + plagioclase + H2O → hornblende (hydratation).
- C3 : chlorite et actinote (teinte verte) remplacent les minéraux précédents dans une roche très déformée : hornblende (+ plagioclase) + H2O → chlorite + actinote (+ albite, épidote).
Ce sont les réactions de la figure 5, parcourues dans le sens des températures décroissantes, en présence d'eau.
9. Minéral en excès
Réponse probable : le plagioclase. Dans C2, la hornblende ne se forme qu'au contact pyroxène-plagioclase et le plagioclase reste abondant autour des couronnes : il est en excès, alors que la réaction est limitée par l'arrivée d'eau, qui doit venir de l'extérieur (circulation d'eau de mer). L'eau elle-même est le réactif déterminant : sans elle, les réactions ne se font pas, d'où leur caractère incomplet (reliques de pyroxène).
10. Position sur la figure 5
- C1 (Pl + Cpx) : hautes températures (≈ 900–1200 °C, près du solidus) et basses pressions (< 2–3 kbar, quelques km de profondeur) — domaine GR / magmatique.
- C2 (Hb + Pl, reliques de Cpx) : ≈ 500–700 °C, basse pression — domaine AM.
- C3 (Chl + Act) : ≈ 300–450 °C, basse pression — domaine SV.
Les trois points sont alignés en haut du diagramme, à pression faible, du domaine granulite vers le domaine schiste vert.
11. Faciès
C1 : cristallisation magmatique (domaine du faciès granulite, sans métamorphisme visible) ; C2 : faciès amphibolite ; C3 : faciès schiste vert.
12. Noms des roches
C1 : gabbro ; C2 : métagabbro à hornblende (gabbro amphibolitisé, « amphibolite ») ; C3 : métagabbro du faciès schiste vert (métagabbro à chlorite et actinote, « schiste vert »).
13. Trajet P-T-t
Trajet de refroidissement quasi isobare à basse pression : de ≈ 1100 °C (cristallisation) à ≈ 600 °C (amphibolite) puis ≈ 350 °C (schiste vert), à quelques kbar au plus, avec hydratation progressive. Aucun minéral de haute pression (glaucophane, lawsonite, jadéite/omphacite, grenat) : le Chenaillet n'a pas été enfoui en profondeur.
14. Interprétation géodynamique
Il s'agit d'un métamorphisme hydrothermal océanique : au fur et à mesure que la lithosphère s'éloigne de l'axe de la dorsale, elle se refroidit, et l'eau de mer qui circule dans les failles hydrate les gabbros (amphibolite puis schiste vert ; la déformation favorise l'infiltration d'eau). Le Chenaillet est donc un fragment de lithosphère de l'océan alpin (Téthys ligure ou liguro-piémontais) qui a échappé à la subduction et a été obducté lors de la fermeture de l'océan et de la collision alpine, contrairement aux ophiolites du Queyras (schistes bleus) et du Viso (éclogites), qui ont été subductées.
Exercice 4 : analyse de la déformation
1. Type de déformation
Les deux trilobites, initialement de même taille et perpendiculaires, sont déformés différemment : A est allongé selon son axe (160 × 30 mm), B est raccourci selon son axe et élargi (60 × 65 mm). La roche a subi une déformation ductile (plastique) homogène : étirement dans la direction de l'axe de A et raccourcissement dans la direction perpendiculaire (axe de B), sans rupture — un aplatissement, typique de la schistosité.
2. Dimensions initiales L0 et l0
Soit a le coefficient d'allongement dans la direction de l'axe de A et b celui de la direction perpendiculaire. Trilobite A : L1 = aL0, l1 = bl0. Trilobite B (tourné de 90°) : L2 = bL0, l2 = al0. Surface visible constante : ab = 1. D'où :
- L1L2 = abL02 = L02 : L0 = √(160 × 60) = √9600 ≈ 98 mm ;
- l1l2 = abl02 = l02 : l0 = √(30 × 65) = √1950 ≈ 44 mm.
3. Ellipsoïde de déformation
Coefficients : a ≈ 160/98 ≈ 1,63 (ou 65/44 ≈ 1,47 d'après B) et b ≈ 30/44 ≈ 0,68 (ou 60/98 ≈ 0,61). En moyenne géométrique : a ≈ 1,55 et b ≈ 0,65 (ab ≈ 1, cohérent). La sphère de rayon 1 cm devient un ellipsoïde d'axes :
- X ≈ 1,55 cm (demi-grand axe), parallèle à l'axe du trilobite A (direction d'étirement) ;
- Y = 1 cm, perpendiculaire au plan du schiste (déformation plane : volume et surface visible constants imposent un axe inchangé) ;
- Z ≈ 0,65 cm, parallèle à l'axe du trilobite B (direction de raccourcissement).
Dans le plan du schiste on trace donc une ellipse de demi-axes 1,55 cm et 0,65 cm à partir d'un cercle de 1 cm de rayon (rapport X/Z ≈ 2,4). La schistosité correspond au plan XY, perpendiculaire à Z (donc à l'axe du trilobite B).
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