PPT : Les Alpes : une chaîne de subduction-collision

CADRE GÉNÉRAL DES ALPES

FORMATION DES ALPES

LES ALPES OCCIDENTALES - Les bassins d’avant-pays - Les massifs subalpins - les massifs cristallins externes - Le chevauchement pennique frontal - la zone liguro-piémontaise - Les massifs cristallins internes

VERS UN MODÈLE OROGÉNIQUE

Les Alpes : une chaîne de subduction-collision

Voir chapitre 15

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Extrait du site elements-geologie.com, complémentaire du livre Éléments de géologie 15e éd. de Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin et Marc de Rafélis, © Dunod Editeur, 2015.

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Découvrez la 15e édition du « Pomerol » tout en couleurs, Éléments de Géologie (Dunod, 2015, M. Renard, Y. Lagabrielle, E. Martin, M. de Rafélis), à jour des dernières connaissances de la recherche en géosciences. Un livre qui répond aux exigences des étudiants, des candidats aux concours, des enseignants, des chercheurs… Et de l’amateur éclairé !

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Carte et coupe des alpes séparées en trois domaines distincts : la marge européenne, la suture ophiolitique et la marge apulienne

CADRE GÉNÉRAL DES ALPES

Les Alpes européennes forment une chaîne de montagnes arquée qui s’étend sur près de 1200 km entre la Méditerranée au Sud et le Danube à l’Est. Cette chaîne est à cheval sur 6 pays (Italie, France, Suisse, Autriche, Allemagne, Slovénie). Les Alpes culminent à 4 810 mètres (Mt Blanc) et comprennent 82 sommets de plus de 4 000 m d'altitude.

Le massif du Mont Blanc en vue aérienne



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FORMATION DES ALPES

Evolution de la Pangée (Laurasia + Gondwana) depuis L’ouverture de la Téthys à l’actuel

L’océan Téthysien qui s’est ouvert entre le Jurassique et le Crétacé inférieur va progressivement se refermer par dislocation du Gondwana et ouverture de l’océan Atlantique. Dans les futures Alpes, l’océan liguro-piémontais (Téthys alpine) va enregistrer la remontée progressive vers le nord de l’Afrique et de son promontoire Apulien. Ainsi, la formation des Alpes résulte de la fermeture de l’océan liguro-piémontais par subduction, du Crétacé supérieur (environ 100 Ma) à l’Eocène (environ 40 Ma), suivie de la collision entre les marges européenne et apulienne.



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LES ALPES OCCIDENTALES

Les Alpes occidentales, ou franco-italiennes, montrent le long d’une coupe de 150 km la plupart des unités des Alpes.

Le chevauchement pennique frontal, au milieu de la chaîne, sépare la zone externe à l’Ouest, qui a enregistré exclusivement la collision alpine dès l’Eocène, de la zone interne qui a tout d’abord enregistré la subduction alpine du Crétacé supérieur à l’Eocène inférieur puis la subduction continentale à l’Eocène moyen et supérieur et, enfin, la collision.



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Les Bassins d’avant-pays ont enregistré, tout au long de l’histoire de la formation des Alpes, la formation et la destruction des reliefs, du Tertiaire à l’actuel.

LES BASSINS D’AVANT-PAYS

serpentinite

Schistes bleus

Au sein des collines de Turin, les formations fluviatiles du Miocène (20 Ma) montrent des galets de serpentinites et de schistes bleus. Ils témoignent de la mise à l’affleurement et de l’érosion des zones internes ophiolitiques.

Au sud du Pelvoux, la Trilogie nummulitique repose directement sur le socle cristallin. Cet ensemble sédimentaire marin est constitué de 3 membres : calcaires nummulitiques à la base, marnes bleues puis grès du Champsaur au sommet. Cette séquence sédimentaire d’âge Eocène supérieur (45-35 Ma) marque la régression du domaine marin vers le NO, au front des nappes alpines venant du SE.

Nummulite dans les calcaires de base

Au front des massifs subalpins, un grand delta d’âge Miocène moyen a déposé des conglomérats à galets calcaires locaux mais aussi des gneiss et des serpentinites transportés depuis les zones internes.

1 cm.

grès

marnes

calcaires



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La zone externe des Alpes est constituée d’un soubassement métamorphique, surmonté par une puissante série marno-calcaire de plateforme. Cette série qui débute au Trias, enregistre l’amincissement progressif de la lithosphère continentale européenne pendant le rifting Tethysien.

LES MASSIFS SUBALPINS

Les falaises calcaires de l’Urgonien (Crétacé inférieur)

Epaisse série marno- calcaire du Lias de Bourg-d’Oisans.

Vue aérienne du massif de la Charteuse montrant la série marneuse du Jurassique Moyen, les calcaires du Tithonien, le Crétacé inférieur marno-calcaire surmonté par l’Urgonien.



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LES MASSIFS CRISTALLINS EXTERNES

Les Massifs Cristallins Externes forment le soubassement de la marge continentale européenne. Ils sont constitués de roches métamorphiques et magmatiques témoins de l’histoire orogénique hercynienne (entre 500 et 280 Ma). L’ophiolite de Chamrousse (jaune + photo) est une des rares ophiolites au monde marquant le rifting anté-hercynien (vers 500 Ma). L’arc et l’arrière arc dévono-dinantien (360-340 Ma) marquent la fermeture de l’océan Saxo-Thuringien.

serpentinite gabbros



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LE CHEVAUCHEMENT PENNIQUE FRONTAL

Panorama depuis le col du Lautaret sur le système de failles du Front Pennique Frontal

Le chevauchement pennique frontal (front pennique ou front briançonnais) est la structure majeure des Alpes (Panorama). Ce chevauchement amène les zones internes sur les zones externes au cours de la collision vers l’Ouest (31-33 Ma). Ce chevauchement vers l’Ouest est précédé par un mouvement vers le Nord, enregistré dans le massif de la Meije par le chevauchement du socle sur le Lias sédimentaire (Photo) et daté vers 35 Ma.

chevauchement vers le nord du socle sur le Lias sédimentaire



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LA ZONE LIGURO-PIÉMONTAISE

La zone liguro-piémontaise correspond à la suture de l’océan téthysien soit obduit (Chenaillet), soit subduit (Schistes Lustrés + Monviso) entre 100 et 50 Ma. Les schistes bleus et les éclogites témoignent du métamorphisme de subduction de haute-pression basse-température.

éclogite du Monviso

Monviso

Schistes Lustrés Queyras

Schistes bleus

Laves en coussin du Chenaillet

(q: quartz, ep: épidote, Grt: grenat, GLc: glaucophane, cpx: clinopyroxène)



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LES MASSIFS CRISTALLINS INTERNES

Les massifs cristallins internes témoignent de la subduction de la marge continentale européenne entre 50 et 35 Ma. La présence de coésite dans le massif de Dora Maira implique une profondeur d’enfouissement d’environ 100 km. La zone Sesia correspond à la subduction plus précoce (vers 70-65 Ma) de la marge apulienne.

Schistes blancs de Dora Maira à grenat magnésien (pyrope)

Cristaux de coésite inclus dans les grenats. La couronne de quartz « palissadique » de la coésite est typique de la rétromorphose. coésite -> quartz.

Orthogneiss du Grand Paradis Métasédiments continentaux dans le faciès des éclogites (Zone Sezia)



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VERS UN MODÈLE OROGÉNIQUE ALPIN

modèle de J. Malavieille, Géosciences Montpellier



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