Chapitre 3 – Convergence et collision continentales

Chapitre
3
–
Convergence
et
collision
Objectif : il faut chercher dans les Alpes franco-italiennes des traces de :
- lithosphère océanique ;
- de la subduction de cette ancienne plaque, ramenée ensuite à la surface ;
- d’une collision entre le continent européen et le continent africain, formant une
chaîne de montagnes, les Alpes.
I.
Les indices d’un ancien océan alpin.
1) Les marqueurs tectoniques.
Sur la carte tectonique du jurassique des Alpes, on observe une série de failles plus ou
moins parallèles et orientées nord-est, sud-ouest. L’étude du paysage dans le massif de
Taillefer montre que ces failles sont normales donc correspondent à une phase d’expansion,
et elles découpent des blocs en position basculée (falaises superposées, en escalier). Tout cela
rappelle l’aspect de marges passives actuelles (ex : Djibouti). Elles sont constituées de croûte
continentale découpée en bloc et disposée en marches d’escalier.
Les Alpes externes constituées de blocs basculés séparés par des failles normales
témoignent d’une ancienne marge passive au niveau d’un rift. (voir schéma dans TP sur
les Alpes)
2) Les marqueurs pétrographiques. Dans le Chenaillet.
On trouve :
a. Des métabasaltes en coussin.
Au contact de l’eau de mer froide, la lave qui sort en milieu sous-marin prend une forme en
coussin (pillow lava). On trouve ces laves en coussin au sommet du Chenaillet. Donc elles se
sont mises en place au fond d’un océan et seraient remontées au sommet lors de la collision.
b. Des métagabbros à auréoles.
Sous la couche de lave en coussin, on trouve des métagabbros où les cristaux de pyroxène
sont entourés d’amphibole brune.
Voir explication dans chapitre 2.
On en déduit que ce gabbro correspond à une lithosphère océanique en divergence.
c. De la serpentine.
Sous la couche de métagabbro, on trouve de la serpentine. Cela correspond à une péridotite
lithosphérique métamorphisée à basse température par hydratation. C’est une preuve
supplémentaire de l’existence d’une lithosphère océanique.
Chaussard Caroline
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2005-2006
Le Chenaillet présente une succession de métabasaltes en coussins, de métagabbros, de
serpentine3. Cet ensemble porte le nom d’ophiolites. Elles témoignent d’un fragment d’une
ancienne lithosphère océanique qui a subit un métamorphisme par hydrothermalisme
océanique lors de la divergence. Les fragments de ce plancher océanique n’ont pas subit de
subduction car on a aucun minéraux HPBT.
d. Des radiolarites sur la route de Sestrières.
C’est une roche sédimentaire formée d’accumulation de testes siliceux de radiolaires. Les
radiolaires sont des protozoaires marins (unicellulaires) qui vivent au-delà de 400m de
profondeur.
Les radiolarites témoignent de la présence d’un océan profond.
e. Ammonites sur la route de Digne.
Les ammonites sont des céphalopodes marins (tentacules sur la tête). On les trouve à l’état
fossile dans les Alpes.
Les ammonites témoignent de l’existence d’une zone peu profonde de l’océan alpin.
Dans les Alpes affleurent des témoins de marges passives :
- les blocs basculés ;
- les ophiolites : lithosphère océanique non subduite ;
- des sédiments marins (calcaire, radiolarite) ;
Toutes ces roches sédimentaires laissent à supposer, après datation, que l’océan alpin s’est
ouvert au jurassique.
II.
Les indices d’une subduction.
1) Les marqueurs pétrographiques du Queyras et du Mont Viso.
Au Queyras, on trouve des métagabbros à amphiboles vertes, caractéristiques d’une zone qui
précède la subduction, des métagabbros à glaucophane qui ont enregistrés un mouvement de
descente avec un métamorphisme HPBT (explications dans le chap 2).
Au mont Viso, on trouve des métagabbros à grenat qui témoignent d’une subduction d’une
profondeur jusqu’à plus de 40 Km.
2) La carte des zones métamorphiques dans les Alpes.
Pratiquement toutes les roches des Alpes ont subi un métamorphisme d’intensité variable.
On observe d’est en ouest un métamorphisme dans le faciès schiste vert puis le faciès schiste
bleu et enfin dans le faciès à éclogite.
D’ouest en est, les roches ont été portées à des pressions de plus en plus fortes. C’est donc
dans cette direction que s’est effectuée la subduction. C’est la plaque européenne qui
s’enfonce sous la plaque africaine.
Chaussard Caroline
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2005-2006
Des témoins minéralogiques, des conditions de pression et de température d’une
subduction sont la preuve d’une convergence des plaques africaine et européenne. L’océan
alpin se forme. Ce changement de direction est dû à l’ouverture de l’océan atlantique sud.
Chaussard Caroline
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2005-2006
III.
Les indices d’une collision.
1) Les marqueurs structuraux (ou tectoniques).
a. La racine crustale.
Le profil sismique de réflexion consiste à enregistrer des ondes sismiques se réfléchissant
sur les discontinuités. Cette technique permet de connaître la morphologie du sous-sol. Les 2
extrémités du profil correspondent à la hauteur de la croûte, de la plaque européenne et
africaine (30 à 35 Km d’épaisseur). Le mouvement de compression dû à la collision des 2
continents a provoqué la formation d’une racine crustale. A ce niveau, la croûte a une
épaisseur de 60 Km.
L’existence d’une racine crustale est caractéristique d’une collision.
b. Plis, failles inverses, chevauchement.
Dans les Alpes on trouve des plis dans le massif du Vercors (Sussenage), des failles inverses
dans le massif de la Chartreuse (Pas Guiguet) et le chevauchement au niveau du col du
Lautaret (voir TP et définition au chapitre 1).
2) Les marqueurs pétrographiques.
Les zones de collision sont caractérisées par la présence de granit (roche plutonique grenue
contenant du quartz, feldspath, micas). Après la collision, la chaîne de montagne est le lieu
d’une évolution tardive provoquant un métamorphisme des roches sédimentaires. On trouve
d’autres roches métamorphiques : le gneiss et les schistes bleus.
Lentement, l’intensité de la pression en présence d’eau peut provoquer une fusion partielle
des roches à l’origine des roches volcaniques.
Bilan :
Les Alpes contiennent des indices d’une extension et d’une compression qui se sont
succédées au cours du temps.
Chaussard Caroline
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2005-2006