RAPPORT DE METAMORPHISME

RAPPORT DE METAMORPHISME
BOUCHEZ Camille
L3 Sciences de la Terre et des Plan`etes
du 19 au 27 septembre 2008

Table des mati`eres
Introduction 1
1 Lithologies des roches m´etamorphiques observ´ees au Queyras (terrain et
lames minces) 1
1.1 Lesm´eta-s´ediments................................. 1
1.1.1 Les schistes lustr´es ou flyschs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 les marbres du Col Agnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.3 Des s´ediments volcano- d´etritiques m´etamorphis´es . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Lesm´eta-basites .................................. 3
1.2.1 lesm´etagabbros............................... 3
1.2.2 lesserpentinites............................... 5
1.2.3 Le basalte m´etamorphis´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.4 Legabbromassif .............................. 6
1.3 Conclusion sur les conditions m´etamorphiques subies par les roches . . . . . . 6
2 Analyse tectonique 7
2.1 les donn´ees tectoniques au Col Agnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.1 Carte et coupe du Col Agnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.2 L’agencement des roches observ´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.3 Une phase de plissement de grande ampleur . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.4 les donn´ees de tectonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 les donn´ees tectoniques au Bric Bouchet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 Carte et coupe du Bric Bouchet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 L’agencement des roches observ´ees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 les donn´ees de microtectonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Synth`ese des donn´ees tectoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 Conclusions sur le m´etamorphisme du Queyras 15
4 L’Alpes d’Huez et le vallon de Fournel 15
4.1 la couverture s´edimentaire ancienne indique une phase de transgression marine 15
4.2 Les blocs bascul´es de l’Alpes d’Huez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.3 Les chevauchements du Vallon du Fournel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5 Origine et signification de la vall´ee de la Durance 16
5.1 Observation de la morphologie de la Durance et hypoth`eses . . . . . . . . . . . 16
5.2 Analyse des relev´es tectoniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.2.1 Mesures prises sur le terrain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.2.2 Interpr´etation des mesures : famille de mouvement . . . . . . . . . . . 18
5.2.3 Formation de la vall´ee de la Durance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6 Int´egration de toutes les donn´ees r´ecolt´ees : histoire g´eologique de la r´egion 18

CHAPITRE 1. LITHOLOGIES DES ROCHES M ´ ETAMORPHIQUES OBSERV ´ EES AU
QUEYRAS (TERRAIN ET LAMES MINCES) 1
Introduction
Au cours de ce stage nous avons ´etudi´e la r´egion des Alpes internes, en cherchant tous les
t´emoins des ´etapes majeures de l’histoire g´eologique de la r´egion depuis le d´ebut du trias jusqu’`a
aujourd’hui. Nous avons essay´e de caract´eriser les relations entre le socle et la couverture, de
qualifier le m´etamorphisme qui affecte les roches (`a partir de min´eraux caract´eristiques) pour
remonter aux conditions P,T et de d´ecrire le plus pr´ecis´ement possible les d´eformations qui
affectent les roches.
Grˆace `a ces multiples observations, nous avons pˆu reconstituer l’histoire g´eologique des
roches ´etudi´ees. Nous avons mis en ´evidence des blocs bascul´es (`a l’Alpes d’Huez), des reliques
de croˆute oc´eanique (au col Agnel et au Brie du Bouchet), et de grands chevauchements : ces
objets g´eologiques t´emoignent de l’ouverture et de la fermeture d’un oc´ean qui se trouvait au
coeur des Alpes d’aujourd’hui.
1 Lithologies des roches m´etamorphiques observ´ees au
Queyras (terrain et lames minces)
Au cours des deux jours de travail dans le Queyras, nous avons retrouv´e des unit´es sem-
blables, et des unit´es propres `a chaque terrain.
1.1 Les m´eta-s´ediments
1.1.1 Les schistes lustr´es ou flyschs
La premi`ere unit´e est form´ee d’une alternance de bancs de m´etagr`es et de m´etasilts, recoup´es
par des filons de quartz (dˆus `a un m´etasomatisme tardif).
On parle de m´etasilts puisque l’on y trouve des grains de sable (donc moins fins que les
grains d’argiles dans des marnes pures). Dans cette unit´e, on distingue des phyllosillicates
(principalement des micas blancs), mais aussi de min´eraux de quartz : Cette roche raye le
verre, elle contient donc de la silice. Ces schistes ont une forte composant carbonat´ee, c’est
pourquoi on parle aussi de calcschiste.
Ces unit´es (gr`es/calcschistes) se r´ep`etent sur une grande ´epaisseur, et forment une grande
unit´e que l’on appelle les schistes lustr´es, ou encore des flyschs.
Le protolithe Les bancs de gr`es ont une g´eom´etrie sp´ecifique : on voit nettement des la-
mines parall`eles qui indiquent un d´epˆot par un courant rapide ainsi qu’un granoclassement
correspondant `a un d´epˆot de turbidites.
Il s’agit d’une ancienne s´erie marno-gr´eseuse d´epos´ee par des courants de turbidit´e en mi-
lieu profond.
Au Bric Bouchet, les schistes lustr´es sont un peu diff´erents. Nous ne retrouvons qu’une
unit´e majoritaire : les m´etagr`es. Ils ont une petite composant argileuse, ils contiennent quelques
lentilles de marbre, mais on ne retrouve pas de silts comme au Col Agnel. On peut penser que
les s´ediments se sont d´epos´es dans un milieu de plus haute ´energie, nous nous trouvons dans
une zone plus proximale.

CHAPITRE 1. LITHOLOGIES DES ROCHES M ´ ETAMORPHIQUES OBSERV ´ EES AU
QUEYRAS (TERRAIN ET LAMES MINCES) 2
(a) Schistes lustr´es (Col
Agnel)
(b) Min´eraux de glaucophane
dans les schistes lustr´es
Le m´etamorphisme Cette unit´e est fortement m´etamorphis´ee et d´eform´ee. Mˆeme si nous
n’avons pas fait l’´etude en lame mince de cette roche, nous pouvons distinguer `a l’oeil nu des
min´eraux caract´eristiques du m´etamophisme tels que des chlorite et de la glaucophane.
1.1.2 les marbres du Col Agnel
Au Sud Ouest du col Agnel, il y a une roche beige qui forme une falaise dans le paysage :
c’est un ensemble coh´erent, homog`ene : un bloc dans les flyschs. Cette roche est carbonat´ee : il
s’agit d’un marbre. Cette unit´e est beaucoup moins d´eform´ee que celles qui l’entourent : cela est
dˆu au fait que les carbonates recristallisent en premier au cours de l’histoire m´etamorphique,
et sont ensuite «m´etamorphiquement isol´es ».
An Nord Est du Col on retrouve ´egalement du marbre mais sa g´eom´etrie est diff´erente : il
n’est pas d´epos´e sur les schistes lustr´es mais semble enchass´e dedans.
Le protolithe Dans ce marbre, on distingue une stratigraphie plane parall`ele et des rides de
houle. Le d´epˆot s’est donc fait au niveau de la plage (courants rapides), dans une zone domin´ee
par la houle (qui laisse un ensemble homog`ene).
Dans la lentille de marbre au nord est, on observe des HCS (figures de houle), qui ca-
ract´erisent un d´epˆot dans la zone de tempˆete (en aval de la plage). De plus, le d´ebit est plus
fin : il y a une intercalation de petites couches d’argile entre les bancs de marbre, ce qui indique
un d´epˆot plus loin de la plage.
Etude de la lame mince du Col Agnel Les min´eraux sont tous orient´es selon une direc-
tion pr´ef´erentielle : la roche est fortemement lit´ee. La grande majorit´e de la lame est compos´ee
de petits min´eraux de calcite. La forme des min´eraux indique que la calcite a ´et´e recristallis´ee.
On distingue ´egalement des petits min´eraux de chlorite, orient´es comme la calcite.

CHAPITRE 1. LITHOLOGIES DES ROCHES M ´ ETAMORPHIQUES OBSERV ´ EES AU
QUEYRAS (TERRAIN ET LAMES MINCES) 3
Au Bric Bouchet, on trouve des unit´es particuli`eres que l’on ne retrouve pas au Col Agnel :
1.1.3 Des s´ediments volcano- d´etritiques m´etamorphis´es
La roche est plus sombre et plus luisante que les schistes lustr´es, mais a un d´ebit semblable.
C’est un micaschiste contenant des min´eraux verts tels que l’´epidote et la chlorite, et des micas.
Chlorite et ´epidote sont des silicates ferro magn´esiens : leur assemblage indique que la roche a
une chimie basique. On est donc en pr´esence d’une roche s´edimentaire basique.
On peut penser que ce sont des cendres volcaniques qui ont ensuite ´et´e m´etamorphis´ees.
Sur la carte, j’ai fait le choix d’int´egrer ces s´ediments `a l’unit´e des schistes lustr´es.
1.2 Les m´eta-basites
1.2.1 les m´etagabbros
Dans les schistes lustr´es, on trouve des lentilles de m´etagabbros : celui ci est beaucoup plus
comp´etent et forme des boules dans le paysage. Il est tr`es porphyrique : on distingue `a l’oeil
nu de grosses amphiboles.
Les gabbros sont parfois entour´es d’une gaine de serpentinite.
Etude de lame mince du Col Agnel A l’oeil nu on distingue de gros min´eraux craquel´es
et alt´er´es. Autour la roche est blanche opaque, pleine de petits min´eraux non distinguables `a
l’oeil nu.
Les gros min´eraux pr´esentent un fort relief et des clivages `a 90˚ : il s’agit de pyrox`enes,
probablement des augites. Ces min´eraux sont tr`es d´eform´es (par endroit ils ont une extinction
roulante) et cass´es : on observe des microfailles, et mˆeme des figures de crochons. Les plans de
faille sont des zones o`u la roche a r´eagi puisque l’on y trouve des glaucophanes. Ces min´eraux
sont donc ant´erieurs `a la d´eformation.
(a) Un pyrox`ene faill´e avec des crochons
(x40)
(b) Mˆacle caract´eristique d’une augite,
entour´ee de glaucophane (x40)