chap 2

Chapitre 2
La formation des chaînes de montagnes
Introduction :
Relief continental = raccourcissement de la CC  empilements de matériel crustal
Présence de roches métamorphiques dans les reliefs => forte P et élévation de la T°
PROBLÈME :
Comment prouver qu’une chaîne de montagnes , résultat d’un raccourcissement
et d’un épaississement crustal, s’est formée dans un contexte de convergence
lithosphérique ?
L’étude portera sur la chaîne des Alpes
I. La recherche d’indices :
1. Des indices
pétrographiques
Le massif du
Chenaillet
Basalte :
empilement de
laves en coussins
Gabbros avec
plagioclases
(blancs) et
pyroxènes
(sombres)
Gabbros parfois
entrecoupés de
filons de basalte
Ophiolite
Serpentinite :
péridotite
transformée par
hydratation
Basalte en coussins au fond de
l’océan Pacifique
Ophiolites du Chenaillet :
des lambeaux de
lithosphère océanique à
l’air libre
Coupe géologique le long de la faille de Vema
Ophiolite du mont Cruzore
(Italie, à quelques km du Chenaillet)
Radiolarites
Roches
sédimentaires
siliceuses formées
par l’accumulation
de tests de
radiolaires
Test de radiolaires extraits d’une radiolarite
alpine âgée de 150 Ma (MEB)
Test de radiolaire actuel
(MEB colorisé)
Colonie d’Algues
zooxanthelles entourant un
Radiolaire
(cas de symbiose) .
Radiolaires = EV du zooplancton
Présence d’un océan à la place des Alpes
2. Des indices topographiques :
Vallée d’Ornon
Faille normale
Socle du
massif
-150 à - 65 Ma
- 203 à -150 Ma
- 250 à -203 Ma
Profil de sismique réflexion sur les côtes bretonnes
Coupe géologique d’interprétation
Failles normales + blocs basculés + 3 types de sédiments => marge passive =
zone de transition entre croûte continentale et croûte océanique =>
bordure d’un océan
+
= 2 bordures d’un
ancien océan
(OLP)
Plancher
océanique
3. De nouveaux indices pétrographiques
Roche 1 : gabbro
Roche 2 : ???
nouveaux minéraux
Roches issues d’une ophiolite du Queyras
???
Roche 1
Lame mince de la roche 2 en LPNA
Roche 1 + Pression - Température  Roche 2
Roche 2 = roche métamorphique (transformations minéralogiques à l’état solide)
Roche 1 : Gabbro ( = protolite)
Roche 2 : métagabbro
(= roche métamorphique)
Lames minces de deux roches issues des Alpes italiennes
(massif de Dora Maira)
Roche 1 : grès d’origine continentale
Roche 2 : ???
Même composition
chimique (SiO2 ) pour
Quartz et Coésite
Roche 1 : grès (protolite)
Roche 2 : métagrès (roche
métamorphique)
Quartz + forte pression  coésite
Refroidissement de la lithosphère
océanique en s’éloignant de la
dorsale océanique (lieu de
fabrication)
Conditions du
métamorphisme HP-BT
réunies lors d’une
subduction
=> Métagabbro et
métagrès
formés lors d’une
subduction
1ère étape de la formation d’une
chaîne de montagnes : fermeture
d’un océan par subduction =
contexte de convergence
4. Des données sismiques
2ème étape de la formation d’une chaîne de
montagnes : la collision =
contexte de convergence
Profil ECORS (Etude de la Croûte continentale et Océanique par Réflexion et réfraction Sismiques)
Nappe de
charriage
Moho : - 30 km
Racine
crustale
Moho : - 50 km
Epaississement crustal = empilement d’écailles de croûte continentale + lambeau
de manteau intercalé
II. Un scénario de la formation d’une chaîne de montagnes
Etape 1: naissance d’un océan
Animation rifting
Vallée d’Ornon
- Au Trias (-245 à -204 Ma) : rift Continental à la place des Alpes (failles normales),
sédimentation évaporitique (gypse, dolomie)
Etape 2 : expansion de l’océan
Basalte et
gabbro
Marge passive : plaque eurasienne
Marge passive : plaque africaine
Océan liguro-piémontais
(ou océan alpin)
- Entre 165 et 120 Ma : expansion océanique avec ouverture d’un océan
(pas très large 800-1000 km ?) entre l'Europe et l'Apulie (Italie).
Etape 3 : fermeture de l’océan par subduction
Animation subduction
métagabbro
Entre 110 et 45 Ma : fermeture de l'océan ligure.
La croûte océanique subduite est métamorphisée.
- Après disparition de l'océan, la marge
continentale européenne est entrainée à son
tour dans la subduction jusqu'à de grandes
profondeurs (plus de 90 km)
Etape 4 : début de la collision
Animation collision
La collision débute aux alentours de 35 Ma
 nappes ophiolitiques, métamorphisées (Queyras, Viso) ou non (Chenaillet) qui
viennent reposer sur le Domaine Briançonnais.
Etape 5 : poursuite de la collision
Poursuite de la collision :
 croûte continentale déformée : plis, failles et chevauchements
 exhumation des roches de croûte continentale de Dora Maira
Complément