Le comportement des roches à l'archéen
Les modèles utilisés pour ...
... la mise en place des roches
Pour la mise en place des roches, il faut différencier les deux ensembles lithologiques qui existent (TTG et ceinture de roches vertes).
Une autre hypothèse voudrait que ces TTG puissent dériver d'une cristallisation fractionnée très importante, avec une recristallisation tardive de basalte hydraté. Ceci est expérimentalement possible mais pose quelques soucis pour coller avec les observations sur les âges des cristallisations (qui sont proches de la fusion).
- modèle ophiolitique : mais on n’a pas trouvé les séries modernes de cette série
- dans des bassins marginaux
- rift continentaux
- plateaux volcaniques
- collage d’arc insulaire
Il faut remarquer que toutes ces hypothèses sont faites dans un esprit "moderniste".
... la structuration des roches archéennes.
La structuration des roches archéennes est relativement complexe. En effet la cartographie nous montre des roches vertes qui sont disposées entourant des TTG. Il va de soi qu'établir leurs relations géométriques est relativement ardu.
Le plus souvent on parle de chevauchement et de failles inverses.
On parle aussi du métamorphisme des corps complexes. Les plutons sont accompagnés par décollement et
effondrement des couvertures. On voit de grands détachements à la limite pluton corps intrudés.
Enfin une possibilité encore : la sagduction, avec ou sans diapirisme.
La sagduction correspond à un effondrement des roches sur elles mêmes. Les basaltes sont mis en place sur des TTG
migmatitiques. On obtient donc des roches denses sur des roches instables. Elles s’effondrent sur elles mêmes.
La structuration s’expliquerait alors par l'effet de la gravité.
C'est alors que se pose la question vraiment importante : la tectonique archéenne est elle dominée par des forces aux limites (comme actuellement) ou par des forces de volume (voir la sagduction), ce qui n'existe pratiquement plus.
Etude de cas : l'Inde
Pour savoir quel modèle on va pouvoir utiliser nous allons étudier plus précisement les roches archéennes
de l'Inde.
Alors, comme je vois un murmure s'élever au fond de la classe, il faut expliciter ce choix. En effet les roches
archéenne de l'Inde ont une caractéristique intéressante : elles sont affectées d'un gradient métamorphique du nord vers le sud. On passe au nord d'un faciès schistes verts à un faciès granulite au sud.
Cela correspond à un enfoncement des roches, ce qui permet de dire que l'Inde presente un "coupe" des roches
archéennes : donc en étudiant les roches du nord vers le sud, on s'enfonce dans les roches archéennes.
Un dernier élement qui fait choisir l'Inde comme terrain d'étude est la mise en place d'un granit recoupant
à -2,5 Ga (celui du Closepet, en rouge sur la carte du gradient métamorphique). On est donc sûr que l'ensemble des roches recoupées appartiennent bien à l'archéen.
On remarque, en étudiant la structure des roches archéennes de l'Inde, qu'il existe les structures rondes de TTG entourées de roches vertes. Toutefois il faut préciser que ces formes sont légèrement ellipsoïdes, c'est a dire compressées dans le sens Est - Ouest.
Nous allons donc suivre un trajet Nord - Sud, comme indiqué sur la carte ci jointe, ce qui permet de simuler un enfoncement dans les roches archéennes.
Premier arrêt : Bababudan.
La carte géologique de cette région montre que nous sommes dans la ceinture de roches vertes. La coupe permet
d'imaginer le positionnement de ces roches vertes. En rouge sur cette carte sont montrés le TTG. On remarque
tout de suite qu'il existe des déformations relativement complexes.
Pour pouvoir suivre ces déformations, il faut construire un champ de déformation : c'est à dire que l'on prend
les plans principaux de déformation (schistosité), les gradients de déformation, les directions d’étirements et que
l'on représente ces déformations par des vecteurs sur une carte.
On voit sur le champ de déformation de cette région que les déformations convergent vers le centre des roches vertes.
De plus les roches sont de plus en plus déformées au fur et à mesure qu'on se rapproche de ce centre
(on voit ici les différents stades de déformation 1 - 2 - 3 jusqu’à des roches milonitiques).
On arrive donc ici à l'idée de sagduction : des roches baslatiques denses qui s'enfoncent sous l'effet de leur propre poids, puisque les roches sous - jacentes (les TTG) sont moins denses.
Deuxième arrêt : Holenarsipur
On arrive ici à une zone qui était une zone plus profonde à l'époque de sa mise en place. En fabriquant
les champs de déformation on obtient un apercu de zone très contrainte : des contraintes en cylindre, ce qui forme des roches en crayon.
Ces zones ont des formes de triangles, et correspondent aux contraintes qui existent entre les zones de TTG
(voir carte géologique de cette région).
Ces observations sont donc des éléments qui confirment l'idée de sagduction des roches vertes, mais qui apportent aussi une idée : celle du diapirisme des TTG (ce qui crée ces contraintes à leur zones de rencontre).
Dernier arrêt : Gundlupet et Terakanambi
D'après notre modèle nous nous trouvons au "fond du sac" formé par la sagduction. La carte géologique ci
jointe permet de comparer les structures entre cet arrêt (carte du bas) et l'arrêt précédent.
On peut y remarquer des zones de déformations particulières : on passe alors de déformations verticales
à des déformations horizontales. Ce schéma permet de montrer pourquoi ces changements ont lieu. On remarque
que ces changements sont liés à une modification de la résistance mécanique. On confirme ainsi que l'on se trouve
au "fond du sac" de la sagduction.
Enfin pour ce qui est de la forme ellipsoïde des TTG dans cette région de l'Inde, elle est liée à des décrochements
et des déformations orientées.
Le schéma montrant la mise en place des structures archéennes, avec les lieux où on les retrouve actuellement
en Inde serait le suivant :
On arrive donc à une idée toute particulière de la tectonique à l'archéen : il aurait existé un régime spécifique à cette époque. Un délicat mélange de sagduction et de diapirisme avec quelques décrochements.
Oui mais ailleurs ...
pour terminer cet exposé, il faut aussi montrer que l'on peut trouver cette mise en place sur d'autres
sites archéen.
Au niveau de ces endroits on voit bien des points triples, les fameux qui montrent l'interaction entre les
diapirs de TTG qui remontent créant des zones de cosntriction.
Pour comprendre pourquoi les structures générales des lieux de mise en place de l'archéen sont différentes il faut imaginer
qu'il y a eu une déformation horizontale qui s'est sur-ajoutée à celle provoquée par la sagduction.
On arrive alors à reconstituer la mise en place des paysages actuels tel que nous les connaissons.
Ceci laisse à supposer qu'il a existé une tectonique à l'archéen, mais que vu les conditions lithologiques et le gradient
de température elle devait être très différentes de ce que l'on connait aujourd'hui.
Elle correspondrait au "choc mou" entre deux masses de densité très proche.