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 14 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
