La formation des chaînes de montagnes.pp[...]

Chapitre 2 : la convergence lithosphérique,
contexte de formation des chaînes de montagnes
M. Martin
TABLEAU 1 : INDICES D’UN ANCIEN OCEAN
Informations apportées par le document
Cartes
Description :
Tectonique au
Jurassique
On observe une série de failles
plus ou moins parallèles
orientées Nord-Est / Sud-Ouest
Schéma légendé du Taillefer
Paysages
Du TAILLEFER
On observe deux failles normales parallèles
entre elles, ce qui découpe des blocs en
position basculée. = phase d’extension avec
une structure semblable à celle d’une marge
passive
L’ensemble est recouvert par un
chevauchement. = phase de compression.
L’extension a précédé la compression.
Schéma légendé du Rochail
On observe une faille d’extension. Les
premiers sédiments déposés sont datés du
Trias. Ils montrent qu’à cette époque
l’ouverture océanique était commencée.
Du ROCHAIL
Types de roches présentes :
Roches
Ce sont des failles normales, elles sont
les témoins d’une phase d’extension.
Caractéristiques
du Chenaillet
Ophiolites: Métabasaltes en
coussins, Métagabbros,
serpentinites
Association basalte, gabbros, péridotite
caractéristique de la croûte océanique.
La présence de radiolarites est le témoin d’un
océan d’au moins 4 à 5 Km de profondeur.
Schéma du métagabbro à hornblende
er
Etude des lames minces de roches
1 métagabbro
à auréoles
(à hornblende)
Schéma du métagabbro à chlorite et actinote
ème
2
métagabbro à
auréoles
(à chlorite et
actinote)
La modification consiste en l’apparition de
couronnes de hornblende autour des
pyroxènes. Ce minéral s’est donc formé après
le pyroxène. Sa formation montre un
hydratation et T < 700 °C. C’est un témoin d’un
refroidissement par rapport au gabbro de
référence.
La chlorite et l’actinote en auréole autour des
cristaux de hornblende. Ils se sont donc formés
après celui-ci. Chlorite et actinote suggère qu’il
s’est produit une nouvelle hydratation
accompagnée d’un refroidissement (T < 400 °C).
Ces roches ne renferment pas les associations
minérales caractéristiques des grandes
profondeurs, elles n’ont pas subi de subduction.
Schéma du métagabbro de référence
Métagabbro de
référence
Structure grenue. Association de pyroxène
et de feldspath plagioclase. Formation à T
< 1000°C.
CONCLUSION sur
les indices d’un
ancien océan.
Marqueurs de la présence d’un océan aujourd’hui disparu:
- Blocs basculés séparés par des failles normales, structure
correspondant à une marge passive.
- Affleurement avec des ophiolites (ancienne croûte océanique)
associées à des radiolarites (grande profondeur)
G2
Gref = gabbro de référence
G1 = gabbro à hornblende
G2 = gabbro à chlorite et actinote
G1
Gref
TABLEAU 2 : LES MARQUEURS DE LA
SUBDUCTION
Queyras
Conditions de formation
Queyras 1 :
métagabbro à
hornblende
la modification consiste en l'apparition de couronnes de hornblende
autour des pyroxènes. Ce minéral s'est donc formé après le pyroxène. Sa
formation révèle une hydratation avec T < 700 °C. Cette association
correspond au faciès des amphibolites.
Cette roche témoigne d'un refroidissement par rapport au gabbro de
référence, sans augmentation de la profondeur.
Queyras 2 :
métagabbro à
glaucophane
Le glaucophane est disposé en auréole autour du pyroxène. Il s'est donc
formé après celui-ci. Cette association correspond au faciès des schistes
bleus. D'après le graphe on peut observer que sa formation nécessite des
pressions supérieures à 0,5 GPa, soit une profondeur supérieure à 20 km.
Le métagabbro a donc enregistré un mouvement de descente.
Queyras 3 :
métagabbro à
glaucophane et
chlorite et actinote
Le glaucophane est en relique entouré et traversé par des cristaux de
chlorite et d'actinote qui se sont donc formés après lui. Ces deux
nouveaux minéraux correspondent au faciès des schistes verts, témoins
de pressions inférieures à 0,5 GPa. Ils montrent au contraire un
mouvement de remontée.
Etude des roches
Mont Viso
Métagabbro
éclogitique
L'association glaucophane, grenat jadéite est caractéristique
du faciès éclogite et nécessite des conditions de pression
supérieures à 1,2 GPa, soit au moins 40 km de
profondeur. Témoin d'une subduction.
Métagabbro à
boudins
Les boudins sont constitués d'un métaggabro éclogitique
inclus en relique dans un matériau sans grenat et jadéite, soit
un faciès schistes bleus. Cela témoigne donc d'une remontée
de la roche.
Métagabbro à
filons
Cartes
Dora Maira
Zones de
métamorphisme
Métagranite
On retrouve le métagabbro éclogitique coupé par des filons
avec chlorite et actinote, c'est-à-dire de faciès schistes verts.
C'est aussi un témoin de la remontée de la roche.
Coésite: formé à HP > 2,5 GPa, (P de 90 km). La couronne de
quartz autour de la coésite témoigne de la remontée de la
roche. Il s'agit ici d'une portion de croûte continentale ayant
subi une subduction jusqu'à une profondeur d'au moins 90 km
Zonation d’Ouest en Est: Schistes verts < 30 km de profondeur,
Schistes bleus: 20 à 40 km de profondeur, Eclogites > 40 km de profondeur. C’est
la direction de la subduction.
Les métagabbros du Queyras ont subi une température maximum de 400 °C, ceux du mont Viso une
température de 500 à 600°C ; ceci à la même période : 50 à 55 Ma.
Cette différence est à mettre en relation avec la profondeur supérieure atteinte par les roches du mont
Viso. Ensuite ces roches se sont refroidies (300°C puis 100°C), elles sont donc remontées vers la
surface.
Cela confirme que les roches de ces deux affleurements sont des témoins d'une lithosphère océanique
en subduction vers 50 à 55 Ma.
Conclusion:
Certaines roches qui affleurent dans les
Alpes sont des marqueurs minéralogiques
des conditions de pression et de
température d'une subduction.
Les roches du Queyras et du mont Viso
étaient en subduction à la même époque :
50 à 55 Ma.
Les roches du mont Viso correspondent à
une partie plus basse de la lithosphère
océanique plongeante. La lithosphère
continentale est entrée en subduction plus
tard.
Réf = gabbro de référence
Q1 = métagabbro Queyras 1
Q2 = métagabbro Queyras 2
V1 = métagabbro éclogitique du Mont Viso
DM = échantillon de Dora Maira
Réf
Q1
Q2
V1
DM
CONCLUSION GENERALE:
Les Alpes contiennent des indices des deux régimes tectoniques qui se sont
succédés au cours de leur histoire :
• des témoins de marges passives (failles normales, blocs basculés) et des
fragments de croûte océanique (ophiolites) qui témoignent d'une phase
d'extension, avec ouverture d'un « océan alpin » au Jurassique ;
• des témoins minéralogiques (certaines ophiolites) des conditions de pression
et de température d'une subduction, qui sont des preuves d'une phase de
compression, suite au changement de mouvement relatif entre les plaques
européenne et africaine. Ceci correspond au plongement de la plaque
européenne sous la plaque africaine ;
• le raccourcissement et l'épaississement de la lithosphère (reliefs élevés, plis,
failles, charriages, racine crustale) témoignent de la collision continentale, suite
à la disparition du domaine océanique. Des vestiges de la croûte océanique ont
été portés en altitude lors de la collision. Certains d'entre eux ont échappé à la
subduction (massif du Chenaillet), tandis que d'autres ont été ramenés en
surface, après avoir subi la subduction (massif du Queyras, mont Viso).