G4 - Une chaîne de montagnes : les Alpes franco-italo-suisses
Connaissances de premier ordre indispensables Capacités exigibles
1. Une chaîne de montagnes est un édifice structuré
Dans les Alpes, un chevauchement majeur incliné vers l’Est, le front pennique, sépare la zone interne (à l’Est, subdivisée en zones briançonnaise et liguro-piémontaise) de la zone externe (à l’Ouest, encore appelée zone dauphinoise). Dans chaque zone, on peut distinguer socle et couverture. Socle et couverture se sont trouvés désolidarisés lors de l’orogenèse alpine, notamment au niveau du trias, gypsifère (couche savon). Le socle de la zone externe constitue les massifs cristallins externes ; la couverture sédimentaire essentiellement mésozoïque forme notamment les massifs subalpins. Le socle continental de la zone interne forme les massifs cristallins internes (briançonnais) ; le socle océanique (océan ligure) affleure dans les massifs ophiolitiques. La couverture sédimentaire briançonnaise se distingue de celle de la zone dauphinoise par son histoire sédimentaire (permo-triasique essentiellement). La couverture de la zone liguro-piémontaise forme deux grandes nappes de charriage : celle des schistes lustrés et celle des flyschs à helminthoïdes.
Les zones dauphinoise et briançonnaise sont d’origine continentale. La zone liguro-piémontaise correspond à la croûte océanique de l’océan alpin ou Téthys ligure). D’autres zones plus internes, formées de croûte continentale et peu représentées dans les Alpes occidentales, affleurent au Nord de Turin : elles sont interprétées comme des vestiges d’un continent situé à l’Est de l’océan alpin (marge apulienne). Les Alpes présentent donc les vestiges d’au moins deux continents et d’un océan.
Les bassins molassique situés à l’avant de la chaîne (Ouest) sont liés la formation de la chaîne alpine (orogenèse) : ce sont des bassins flexuraux. A l’Est, le bassin du Pô est quant à lui à rattacher à une autre chaîne de montagnes, celle des Apenins.
2. Les vestiges de l’histoire de la chaîne
La compréhension de la chaîne nécessite bien sûr des observations de terrain (pétrologie ; déformations) dont la synthèse se traduit pas des cartes géologiques. Elle bénéficie aussi des apports de la géophysique (anomalies gravimétriques et magnétiques ; sismique). Les Alpes montrent ainsi des vestiges de leur histoire. Celle-ci garde les traces de l’histoire de l’océan alpin.
La série ophiolitique du Chenaillet est de type LOT engendrée par une dorsale lente, comparable à celle de l'Atlantique nord actuel. Dans le secteur de l’Oisans, les massifs cristallins externes faillés délimitent des hémi-grabens : on retrouve la structure des blocs basculés caractéristique d’une marge passive (marge européenne). Les études sédimentologiques et les datations absolues des massifs ophiolitiques concourent à dater la phase de rifting du Jurassique.
L’ouverture de l’océan alpin est liée à celle de l’océan Atlantique médian (Jurassique moyen). L’ouverture de l’Atlantique Sud au Crétacé inférieur entraine la fermeture de l’océan alpin. Les différentes unités de la zone interne ont été alors subduites sous la lithosphère apulienne puis exhumées. La datation des pics de pression des roches métamorphiques alpines montre qu’il n’y a pas eu une seule mais plusieurs subductions diachrones au cours de la formation des Alpes (subduction continentale de la marge apulienne, subduction océanique, subduction continentale de la marge européenne).
3. Identification de la collision
L’étude tectonique des Alpes met en évidence des indices de raccourcissement horizontal (plis, failles inverses, charriages) et des décrochements.
L’épaississement crustal est attesté par les études gravimétriques(anomalie de Bouguer négative) et sismiques. Le profil ECORS des Alpes montre notamment un épaississement crustal et mantellique au niveau des zones internes qui résulte d’un sous - charriage de la lithosphère européenne sous la lithosphère apulienne. Il montre aussi que les 2 marges (européenne et apulienne) sont déformées, ce qui est un indice de collision.
Les dépôts molassiques dans le bassin d’avant-pays, la zonation des déformations actuelles et les résultats de cinématique des plaques attestent que les Alpes constituent un orogène vivant qui continue à se construire du côté externe, où le front progresse, alors que son démantèlement s’amorce du côté interne, ou des indices d’extension sont enregistrés.
4. Histoire géodynamique de l’orogène alpin
L’intégration des différentes informations permet de reconstituer les grandes étapes de l’histoire géodynamique de la chaîne où l’on peut reconnaître trois grandes étapes : ouverture mettant en place par accrétion l’océan alpin, fermeture consécutive aux subductions océanique et continentales (marge apulienne puis marge européenne) et aboutissant à la collision continentale, qui est restée d’importance limitée dans les Alpes occidentales.
Divers auteurs interprètent les Alpes occidentales comme un prisme orogénique, formé de trois niveaux de prismes imbriqués, dont chacun est lié à une étape de la formation de la chaîne. Un premier prisme, océanique, essentiellement sédimentaire, est construit lors de la subduction de l’océan alpin. Le second prisme, crustal, est formé lors de la subduction continentale. Enfin, un prisme lithosphérique de plus grande ampleur, impliquant croûte et manteau résulte de la poursuite du sous-charriage de la plaque européenne lors de la collision.
§IIA1 Identifier et exploiter des vestiges de domaines océaniques
§IIA2 Identifier et exploiter des témoins de marge passive
§IIB3 + TP G4- Utiliser des témoins métamorphiques pour argumenter un diachronisme des subductions
TP G4 et G5 + figure G4.6
Identifier et exploiter des indices de raccourcissement et de décrochement figure G4.7
Identifier et exploiter des indices d’épaississement
§III
Identifier et exploiter des témoins de collision figure G4.8 et 9
Identifier et exploiter des indices de la déformation actuelle Figure G4.10
Intégrer des informations pour reconstituer des éléments d’histoire d’une chaîne de montagnes
La connaissance chronostratigraphique des différents événements n’est pas au programme.
figure G4.11 et G4.12
Construire l’interprétation de cette chaîne en géométrie prismatique.
