LES ALPES Chaînes de montagne massif composé de 2 parties principales: - Alpes externes Séparé le chevauchement Pennique frontal - Alpes internes Au nord zone plus fragile (+ rectiligne) Au sud zone plus ductile (+sinueuse) - Alpes externes : Zone dauphinoise : Sédimentaire Crétacé Massifs Cristallins Externe = Roches magmatiques Mt Blanc/Aiguille Rouge Belledonne Pelvoux Mercantour/Argentera Etude de la Carte : Zone dauphinoise : Plusieurs massifs composé de roches sédimentaires = Massif sub-Alpins Dépression jurassique = Sillon Sub-Alpin attribuée au passage des glaciers durant les 2 dernières grandes glaciations (-100 /-30 Ma) => Tillites (moraines anciennes) - Sud ouest Pelvoux /Dévoluy (Crétacé) : Discordance entre le crétacé inférieur et supérieur due à la phase Pyrénéo-Provençale durant le crétacé inf. Partie sud zone dauphinoise : phase Pyrénéo-Provençale Plis E-O Devoluy : mixte phase Pyrénéo-Provençale+ Phase Alpine Plis E-O N-S Partie Nord: Phase Alpine Plis N-S Plateau de Valensole (Mio- Pliocène) : Plateau mollassique alpin= sédimentation détritique qui se met en place dans des bassins assez peu profonds :les bassins d’avant pays Massif de l’Apennin : plaine du Pô, chevauchements contraintes tectonique Plaine lémanique : Molasses Péri-alpine A partir du Chevauchement Pennique Fontal à l’est : - ZV = Zone Valaisanne : arguments petro&structuraux ancien Océan dans les Alpes (Ophiolites /flysch) ZB = Zone Briançonnaise : léger chevauchement sur zone piémontaise- dépôts carbonifère de Houille ZP = Zone Piémontaise : roches de schistes lustrés (séricite, chlorite Ylosilicates) et ophiolites en gdes quantités => Océan Alpin suture en les 2 lithospères - Massifs Cristallins Internes : - Mt Rose Dent Blanche (Affleurements d’Austroalpin) Gd Paradis Dora Maira (argument petro) - ZS= Zone Sezia Lanzo : chevauchée par zone piémontaise rétrocharriage =prisme tectonique derniers affleurement d’Sudalpins - PP= Plaine du Po : gneiss&schistes= parameta de roches sédimentaires Chevauchement : roches sédimentaire Ecaillage : croûte supérieure (Conrad) Charriage concerne l’ensemble de la croûte = niveau de décollement est le MOHO Carte du Métamorphisme des Alpes 1. Faciès schistes verts : Font pennique BP-BT 2. Faciès schistes bleus : Zone Briançonnais- Liguro Piémontaise 3. Faciès Eclogitique : DM ;GP ;MR HT-HP ↑ contraintes dans zone interne = métamorphisme de +en + important 4. Faciès de subduction : Glaucophane / Amphibole BT-HP Fermeture de l’océan Alpin 5. Coésite = Quartz de UHP profondeur ≈ 60-70km Ecaillage/enracinement de grande profondeur = Subduction de la croûte continentale européen sur le croûte Apulienne Africaine jusqu’au 60-70km Succession couches : -> Lias Histoire commune de différentes zones = orogenèse hercynienne /érosion /transgression/Régression Histoire post Paléozoïque classique Au niveau du Briançonnais Lias n’existe plus (-199-175 Ma) Roches Carbonifères (-355 à -295 ) (houiller) + Trias (-251 et -199,6) Zone Piémontaise Jurassique moyen /sup (-199,6 à -145,5Ma) = radiolarites Bassin marin ouvert sous CDD ( 4000-4500m) = Océan piémontais jurassique Zone Liguro- Piémontaise Pas de lias Ophiolites Lambeau de lithosphère océanique Ouest Zone Liguro- Piémontaise Marge passive de l’océan Alpin croûte continentale en connexion avec croûte océanique Sédimentation sur marge cont. Passive Briançonnais Relief terrain autochtone/charrier ? Topographie élevée perpétuellement érodée Structure profonde des Alpes (profils ECORS) Sismique de réflexion : Etude de la structure interne par réflexion et réfraction d’ondes sismiques provoquées. Emission d’ondes en depuis la surface (vibration ou explosion) qui vont être réfléchies réfractées de façon plus ou moins importante en fonction des contrastes de densité, porosité, discontinuités mécaniques, des fluides rencontrés en profondeur. Signaux récupérés en surface par des séries de récepteurs en ligne Connaissant le vitesse de propagation des ondes (P= 6km.s-1 ) dans les milieux rencontrés+ le temps de parcours source– récepteurs ( notion de temps double )on peut calculé la profondeurs des structures rencontrées Notion de Réflecteur En noir sur enregistrements, correspondent à des zones de forte réflexion (contraste entre 2 types de roches / discontinuité 1.8s tps double ≈ 24km de profondeur 9s tps double ≈ 36km de profondeur 2. 0,5s tps double ≈ 3km de profondeur structure proche surface qui plonge vers l’ext Chevauchement Ce profil nous indique : C.C en plusieurs parties : Croûte supérieure = sédiments jms sup.à 10 km Croûte sup. granito-Gneissique plonge jusqu'à 15 km de profondeur = changement de lithologie Croute inf. = discontinuité de Conrad + métamorphisée MOHO passage croûte/manteau C.C avec anomalies CS anormalement épaissie (=>24km) Conrad CI anormalement fine (=> 24-36 km =12km) MOHO Analyses Gravimétriques (cf. doc 6 ) Anomalies de Bouger (mgal) Si «-» = tendance à la surélévation Si «+» = tendance à l’enfoncement Par rapport à des données théoriques de croûtes en équilibre Etude : -140-160 fortement négatif = déficit important Roches bcp - dense soit bcp plus légère que l’on pourrait attendre +20/+40 bcp plus dense que prévisions Si on couple le profil ECORS et cette carte alors on constate que : Belledonne/Grenoble = croûte sup. anormalement épaisse avec valeurs gravimétriques très négatives Front Pennique = plongement de chevauchement avec des valeurs gravimétrique + = excès de masse Interprétation : Excès = roches très denses anormalement en situation élevée dans la lithosphère Remontée du manteau vers la surface ≈6km Coupe Croûte normale du Jura d’une 30aine de kkm +couche sup. de +en + épaisse en allant vers l’ouest Chevauchement de la croûte sup. de sédiments facilité par évaporites du trias sup. Vers l’est sur- épaississement de la CS (20-25km soit x2,5 ) Ecaillage de la CS qui s’empillent les unes sur les autres Glissement au niveau de la discontinuité de Conrad Zones Internes Chevauchement en profondeur décollement au niveau du MOHO définissent les zones Alpine en surface : - chevauchement pénnique frontale - limite ZB- ZP - ZP-ZAA - ZAA-ZSL Traits structuraux du SE de la France BASSIN VOCONTIEN Histoire de la zone de la ZD Barrémien (-125 Ma) 2 lithologies différentes : - - Dépôts Calcaires riche en coraux, gastéropodes, foraminifères, dasycladales (Algues calcaires), lamellibranches, pachiodontes (rudistes) Faciès Urgonien de PF carbonaté peu profonde Alternance de bancs calcaire &interbandes marneux avec ammonites& nanofossiles (nanoconées, lolocophoridés) Mer ouverte + profonde Dépression Réactivation de failles hercynniene Océan mature Zone dauphinoise marge passive à l’est de l’OA jurassique =30Ma ouverture Fin de subsidence thermique = dépôt épais de Crétacé Les failles ont fonctionnées activement en dépressions localisées (héritage hercynien) - Massif central Leptynites /amphiboles Subduction Océanique de l’océan Rhéique Métamorphisme de phase collision entre 2 lithosphère continentale - Bassin Détritique du Carbonifère Permien / Houillers des Cevennes Dôme d’anatexie du Velay Migmatite : roche plutonique (Gneiss/granite) Distention tardi origénique hercynienne Bassin (hémi- graben) du Tertiaire (Carbonifère- Permien) - Bassin d’Allès (orientation sens contrainte =>meilleur fonctionnement) Bassins extensifs = extension de l’oligo-miocène (petits car ne sont pas le sens de la contrainte - Arc de Nice Bassin Permien extensif tardi- hercynien Plis orientés N-S dans sud-est Chaîne pyrénéen se poursuit jusqu’en Provence Structure lithologique des Alpes Série Sédimentaire de la zone dauphinoise Trias avec le lias supérieur = Evaporites Jurassique jusqu’au portlandien =Séries carbonatés puis marneuses puis carbonatés Crétacé = crétacé basal marneux puis ?? Sédimentation assez épaisse, pas de différence entre la ZD et le reste de la zone français Opposition avec les autres zones du domaine alpin ZD seule zone externe // au chevauchement Pennique Partie de le marge continentale de l’océan alpin subissant ttes les phases de marge ( cf cours sur les bassins sédimentaires) Séries de la Zone Briançonnaise Sédimentation interrompue, incomplète, érodée Zone autochtone ? Influences marquées dès la fin du paléozoïque du fonctionnement d’un océan alpin Dès le jurassique moyen sédimentation de type radiolaires& avec phénomène ophiolitiques Sédimentation océanique sous la CDD ( plusieurs 1000ers de km de large) Document 9 Zone externe Faciès SV-PP Passage ZP->ZI SB et Eclogites Contexte de Subduction Evolution de + en + HP mais stabilisation Temp => entraînement des isothermes d’autant + que l’on a une subduction avec des plaques âgées. Doc 9bis On a une rétromorphose dans les Alpes Dynamique métamorphique de : – Pression – Température – Temps Trajet rétrograde : étapes de cristallisation - nombreuses et - serrés que pour un trajet prograde. Trajet prograde : accompagné d’une déshydratation ( forme cristalline de +en + dense) Pour chacun des trajets : - soit la roche reste en profondeur - soit elle remonte en surface (distension, chevauchement) Le trajet rétrograde devrait s’accompagner d’une réhydratation mais phénomène très rare observé Faciès HP-HT Document 10 Trajet P,T,t dans la Région Alpine D’après la datation - faciès UHT Dora Maira atteint vers 45Ma (Coésite avec Grenat) - trajet prograde de 8°c/km=> relativement froid (norme 30°c/Km) Phénomène de Subduction - trajet retrograde Dora Maira fin vers 35Ma Remontée rapide pour l’ensemble de la zone Documents 10-11 Trajets des roches&Datation Dès le jurassique l’océan Alpin fonctionne, rattaché à la plaque continentale Européenne 1. Crétacé : referme Océan subduction Océanique Sédimentation océanique (calc. à radiolarites, palombini, black shales,calcschistes) Mt Viso et schistes lustrés entraînés assez profondément Zone Briançonnais à fleur d’eau ZD marge continentale Phénomènes de flysh Bassin assez profond avec des tubitides, des reliefs se forment 2. Océan alpin pratiquement fermé Lithosphère continentale est entraînée dans la zone de subduction Dora Maira (Coésite) datation ≈ 45Ma (Eocène) Subduction Continentale 3. Phase de collision (Oligo- Miocène) - ZD : molasses sédimentation détritique en avant de la chaîne - ZI : phénomène de collision, charriages - Chevauchement Pennique La contrainte devient suffisamment importante décollement au niveau de Conrad ( gd écaillage en profondeur) - Zone à l’Est Sud-Est : phénomènes de rétrocharriage Notion de prime = 2ème prisme= prisme Crustal de phase de collision – double déversement : chevauchement Pennique – 2ème rétrocharriage entre ZP& Domaine Austro- Alpin 4. Phase de Collision (Pliocène) - Molasse se déplacent vers l’ouest du fait de la surcharge de l’écaillage, suit leur déplacement Rétrocharriages plus prenoncés Prisme lithosphérique MOHO niveau de décollement (↑ puissance ac l’↑ de l’ampleur de le collision ) On a donc (doc 14 et 15) : - prisme océanique = niveau de décollement entre les séd. et le substratum - prisme crustal = sollicite la discontinuité de Conrad comme niveau de décollement - prisme lithosphérique = sollicite la discontinuité de MOHO Domaine Valaisan Ophiolites indiquent des phénomènes d’ouverture océanique Bassin d’arrière arc qui se serait ouvert en arrière de la subduction Ms assez rapidement arrêter = pris dans la collision Etat Actuel Morphologie Massif central + elévé à l’est qu’a l’ouest Séismes compression vers N-ouest Sud : distension (Méditerranée, Appenain) Péninsule italien mouvement antihoraire fermeture mer Adriatique en relation avec la mer égée Cartographie Anticlinaux dans le N.Parcardie (Bray et Boulonnais) décrochement ancien accident Hercynien Synclinal dans le sud de l’Angleterre dissymétrique Ouverture de l’océan Atlantique fermeture de l’océan alpin Avant : 2 parties s’ouvraient par une faille transformante au niveau de Gibraltar et actuels Pyrénées Mais l’Afrique se déplace = ouverture de l’Atlantique sud à l’Aptien Or crétacé début subduction relation avec déplacement =>fermeture OA Oligo- miocène gd distension MC+Corse+Sardaigne +Rotation Italie Distension Sud des Alpes Thétys =Golf Persique Mer Med en - extension - compression (Grèce) - décrochement (Gibraltar) Glaciation Morphologie Facteur tectonique + facteur climatique Glaciation du IVaire –dernière glaciation 30-40000ans gd vallées ex : o Cluse de Grenoble o Vallée de la romanche : (produit d’érosion jusqu’en bas Dauphiné et plaine Lémanique) Ceinture Bleue sur Carte : Jurassique et crétacé érodé = Sillon Alpin s’arrête au Dévoluy (sud + chaud) = Gdes langues qui s’arrêtaient aux failles décrochantes A l’ouest + Plaine du Pô Reste de Moraine jusqu'à Lyon (100 000ans) facteur d’érosion importante des Alpes