Qu’est-ce qu’une ophiolite ?

Le terme ophiolite a été proposé en 1813 par le minéralogiste français Alexandre Brongniart. Il vient des mots ophios (serpent) et lithos (roche), qui font allusion à l’aspect peau de serpent de ces associations rocheuses, trouvées pour la première fois dans les Alpes italiennes.

Plus tard, en 1910, les ophiolites ont été définies comme des roches issues d’éruptions de lave sous-marines, émises au fond de l’océan pendant la période éocène, il y a environ 56 millions d’années. A partir de cette définition, ils ont été reconnus pendant plus d’un demi-siècle comme des associations rocheuses issues du magma. Cependant, entre 1963 et 1973, diverses découvertes ont déterminé qu’elles sont également formées par des roches de la croûte océanique et qu’elles constituent des fragments allochtones, c’est-à-dire qu’elles se sont déplacées de leur origine à la suite de mouvements tectoniques. La tectonique des plaques est une théorie selon laquelle les plaques lithosphériques se déplacent très lentement les unes sur les autres, grâce au fait qu’elles reposent sur une couche visqueuse du manteau supérieur appelée asthénosphère.

Actuellement, les ophiolites sont reconnues comme des fragments de lithosphère ou de croûte océanique fossile, incorporés dans des dorsales orogéniques, c’est-à-dire formées par l’action de mouvements tectoniques.

Composition des ophiolites

Les ophiolites sont formées par un enchaînement de roches magmatiques (celles formées à partir du magma), sédimentaires (celles formées par l’accumulation de matière minérale ou de restes biologiques) et métamorphiques (celles formées par la transformation de roches préexistantes sous certaines conditions physiques ou chimiques, ou une combinaison des deux). La séquence complète du haut vers le bas d’une colonne d’ophiolite est la suivante.

• Roches sédimentaires marines .
• Roches magmatiques extrusives , c’est-à-dire qu’elles se forment en refroidissant la lave à la surface de la terre.
• Complexes de digues intrusives. Les dykes constituent des formations rocheuses tubulaires ou laminaires ; ils sont intrusifs si au cours de leur formation ils se refroidissent sous terre.
• Les gabbros massifs , qui sont des roches magmatiques plutoniques, c’est-à-dire intrusives.  
• Cumulats ultramafiques-mafiques rubanés . Les cumuls consistent en des associations de cristaux dans un magma ; Ils sont rubanés sans bandes ni rayures, ultramafiques s’ils sont composés majoritairement de minéraux basiques, et mafiques s’ils sont composés majoritairement de fer et de magnésium.
• Les péridotites déformées , qui sont des roches du manteau qui ont changé de forme sous l’action d’agents métamorphiques tels que la température, la pression, la densité, entre autres.

formation d’ophiolites

La découverte d’ophiolites réparties le long des dorsales océaniques de la planète indique que ce serait le milieu dont elles sont issues (les dorsales océaniques sont des dorsales sous-marines formées à la suite de mouvements tectoniques). Cependant, certaines recherches ont trouvé des indications qu’ils proviennent également d’arcs géologiques, qui sont des formations telles que des volcans ou des îles, le produit de la tectonique des plaques.

Une autre origine possible des ophiolites pourrait être le détachement de fragments de lithosphère océanique accrétés aux marges des continents moins denses et au-dessus des arcs insulaires dans les zones de subduction, c’est-à-dire aux points où une plaque s’enfonce sous le bord d’une autre.

Classement des ophiolites

Une revue récente des ophiolites a proposé de les classer, selon leur lieu de formation, en sept types différents :

• Des ophiolites de type ligure se sont formées lors de l’ouverture précoce d’un bassin océanique comme celui de l’actuelle mer Rouge, situé entre l’Afrique et l’Asie.
• Des ophiolites de type méditerranéen se sont formées lors de l’interaction de deux plaques océaniques, comme celle à l’origine de l’avant-arc d’Izu-Bonin, situé au sud de Tokyo. Un avant-arc est la région située entre une fosse océanique et l’arc volcanique associé.
• Les ophiolites de type Sierran reflètent des événements de subduction tels que ceux qui sont à l’origine de l’arc des îles Philippines.
• Les ophiolites de type chilien se sont formées dans une zone d’extension d’un arc plus tardif, comme celui de l’actuelle mer d’Andaman, au sud de la Birmanie.
• Des ophiolites de type Macquarie se sont formées autour d’une dorsale océanique comme celle qui a donné naissance à l’île Macquarie dans l’océan Austral, qui est la masse d’eau qui entoure l’Antarctique.
• Les ophiolites de type Caraïbes représentent la subduction des plateaux océaniques ou des grandes provinces ignées.
• Les ophiolites de type franciscain sont des morceaux de croûte océanique accrétés qui sont grattés de la plaque subductée vers la plaque supérieure, comme dans le Japon actuel.

Pourquoi les ophiolites ressemblent-elles à de la peau de serpent ?

Les ophiolites ont une apparence de peau de serpent car les roches qui les composent à l’origine subissent un phénomène appelé serpentinisation, au cours duquel il y a conversion des matières premières en celles du groupe serpentin. La serpentine est un minéral formé par l’association d’autres comme l’antigorite, qui s’organise en feuillets, et la chrysolite, qui forme des amas qui occupent les fissures de la roche.

Aspects d’intérêt scientifique et économique des ophiolites

L’étude des ophiolites soulève des questions surprenantes sur la tectonique des plaques, telles que les processus par lesquels la croûte océanique peut être mise en place au-dessus des matériaux continentaux supérieurs.

De plus, l’analyse des ophiolites fournit des informations sur le processus de formation et l’âge des chaînes de montagnes, des volcans, des dorsales médio-océaniques et des îles. Il offre également des indices sur la fermeture des océans qui se trouvaient au milieu de plaques continentales en collision.

D’autre part, les composants des ophiolites ont des applications industrielles et agricoles : la serpentine est souvent utilisée dans la sculpture de sculptures et comme substrat pour la culture de plantes accumulatrices de nickel. Ces plantes ont attiré l’attention des scientifiques pour leur utilisation potentielle comme nettoyants pour les sols contaminés par des métaux lourds.

Sources

Florentino Díaz García, Ricardo Arenas, José R. Martínez Catalán, José González del Tánago et Greg R. Dunning. L’évolution tectonique de l’ophiolite de Careon (Varisco Orogen, NW Espagne) . Département de Géologie – Université d’Oviedo : 67-78, 1998.

Institut supérieur de corrélation géologique. Dorsales médio-océaniques . Divers , 18:229-244, 2010.

Juteau, T. (18 mars 2009). La croûte océanique actuelle et fossile (ophiolites). Evolution historique du concept d’ophiolite sur plus de deux siècles de géologie. [Deuxième conférence]. Cycle de conférences de la Faculté des Sciences et Technologies, Université du Pays Basque/EHU. Département de minéralogie et de pétrologie.