Alpes Occidentales: Structures profondes et évolution - Perso-sdt

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– Licence 3 Bio-STU 2016
Jacques Déverchère
UBO – Brest
Alpes Occidentales: Structures
profondes et évolution géodynamique
1h30 CM - TP
Lien avec géologie de surface
Comparaison Pyrénées
Exemple bassin Ligure
UE GEOLOGIE DE
LA FRANCE
Delacou, 2004
– Licence 3 Bio-STU 2016
Jacques Déverchère
UBO – Brest
PLAN
1. Situation actuelle: Limites de plaques, topographie, schéma
tectonique
2. Liens surface-profondeur (histoire structurale)
3. Evolution temporelle: modèles de subduction (continentale)
TP: coupe ECORS - CROP
1
1. Situation actuelle
Vitesses de rapprochement (mm/an) entre
principales plaques (Eurasie fixe)
1. Situation actuelle
Topographie Alpes s.s.
2
1. Situation actuelle
Alpes: schéma tectonique général
l
3
2. Liens surface-profondeur
(histoire structurale)
Divergence, du rifting (à partir du Trias jusqu’au Dogger inférieur)
jusqu’à l’ouverture océanique au Dogger supérieur (165 Ma)
2. Liens surface-profondeur
(histoire structurale)
Domaines structuraux nés lors de l’évolution de la
Téthys alpine
- Helvétique/Dauphinois : zones externes de la chaîne alpine actuelle séries calcaréo-marneuses se déposant dans des structures de blocs
basculés - plateformes carbonatées (Tithonien et Hauterivien) qui laissent
place à une sédimentation de plus en plus pélagique -> approfondissement > ouverture progressive du bassin
- Valaisan : domaine aujourd’hui restreint, au contact zones internesexternes – Zone basse dans la marge, interprétée comme une branche
océanique d’âge Crétacé inférieur ou Jurassique (lambeaux ophiolitiques,
absents dans les Alpes occidentales, où il s’agirait plutôt d’un rift
intracontinental).
ZE = parties proximales de la marge européenne
ZI = parties distales + plancher océanique
4
2. Liens surface-profondeur
(histoire structurale)
Domaines structuraux nés lors de l’évolution de la
Téthys alpine
- Briançonnais : Au NW des Zones Internes, zone haute dans la marge
considérée comme un micro-continent à substratum continental séparant
les domaines océaniques valaisan et liguro-piémontais - sédimentation
Triasique de type ‘adriatique’ (conglomérats/quartzites/carbonates), le
distinguant des zones dauphinoises/helvétiques, et pélagique au Jurassique
supérieur et Crétacé supérieur
- Piémontais : domaine constituant à l’heure actuelle la partie sud-orientale
des zones internes, constitué de l’unité piémontaise s.s., à croûte
continentale et de l’unité liguro-piémontaise, à substratum océanique
(ophiolites), recouverts tous deux d’un complexe sédimentaire de schistes et
calcschistes déposés au Jurassique-Crétacé (Schistes Lustrés)
- Les unités Austro-Alpines provenant du socle et de la couverture de la
marge africaine (ouest: Dent Blanche).
n
n
Liens surface-profondeur
Les Alpes Franco-Italiennes (occidentales)
– Synthèse en coupes
3 coupes
actuelles
au Nord
(Vercors)
et au Sud
(Dignes)
5
Liens surface-profondeur
Zone externe (DH): Cristallin externe
+ couverture II/III plissée
TD
Unités structurales des Alpes
occidentales
Zone interne (P): Briançonnais
+ Piémontais (avec Ligure) +
Klippes AUSTRO-ALPINES
3. Evolution temporelle : Modèles de
subduction
n
Synthèse
Thermobarométrique
6
n
Synthèse Thermo-barométrique
TP Structures profondes par
Sismique des Alpes Occidentales
Différents programmes européens ont étudié la structure de la
lithosphère au niveau des Alpes :
• le programme français ECORS (Etude de la Croûte continentale et
Océanique par Réflexion Sismique)
• le programme suisse NRP20
• le programme italien CROP
( Années 1999-2000: Geofrance 3D aussi)
n Etudes de la structure de la lithosphère d'après l'analyse des données
de sismique-réflexion par coupes transversales (transects). Voir carte
est extraite du site des Sciences de la Terre de l'université de
Lausanne qui présente une synthèse des travaux européens.
n
http://www-sst.unil.ch/research/seismic/w_alps.htm
7
Position des
grands profils
8
9
Les zones internes en coupe
3. Evolution temporelle: modèles de subduction
Extrait de l’exposé de J. Malavieille, Montpellier, décembre 2010
10
11
2 modèles:
1. Sans érosion-sédimentation
2. Avec érosion-sédimentation
n
Modèle conceptuel général
12
Les Alpes
n
Références
– Visages des Alpes : Structure et Evolution
Géodynamique, P. Agard et M. lemoine, CCGM,
2003
– De l’océan à la chaîne de montagnes, Tectonique
des plaques dans les Alpes, M. Lemoine, P.C. de
Graciansky, P. Tricart, GIB / SGF, 2000
– La convergence lithosphérique, Lallemand, Jolivet,
Huchon, Prouteau, Vuibert / SGF, 2005
– Géologie de la France, J. Debelmas, tome 2, les
chaînes plissées du cycle alpin, Doin, 1974
– Les sites : http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre
http://www.geolalp.com
Comparaison
Alpes-Pyrénées
Qualifier le
comportement
/ architecture
de la croûte et
du manteau?
13
« Crustal wedging and
Mantle indenter
are common processes in
collisional orogens »
Domaine Ligure
Observations sismiques, magnétiques, en
plongées, et échantillons
- Pas de centre d’accrétion organisé, peu de basaltes
alcalins produits
-Zone dite de transition et domaine océanisé:
manteau serpentinisé injecté localement de
volcanisme calco-alcalin et alcalin
-Marges essentiellement non volcaniques, sauf près
des transformantes
-Marges segmentées en connexion avec l’héritage
Hercynien et Alpin
-Elargissement des marges en Corse du sud et entre
le Cap Corse et Gênes
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Transect Nord et Marge Corse
Epaisseur sédimentaire?
-
PQ: 2 km/s
UU (vert): 3 km/S
Sel (jaune): 4,5 km/s
Pré-messinien (violet): 4,8 km/s
Densité de la Terre (g/cm3)
n
Densité moyenne de la Terre : 5,5
– D. m. de la croûte continentale : 2,67
•
•
•
•
•
•
n
Sédiments meubles
Marnes
Calcaires
Granite
Basalte
Péridotite
: 1,8 à 2,0
: 2,1 à 2,6
: 2,4 à 2,8
: 2,6 à 2,7
: 2,7 à 3,1
: 3,1 à 3,4
Existence d’entités de densité importante
en profondeur (ex.: fer : 7,3 à 7,8)
15
16
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