À partir de l`extrait de carte géologique de la Fiance au millionième

À partir de l'extrait de carte géologique de
la Fiance au millionième fourni, et de sa
légende, décrivez et interprétez les
phénomènes métamorphiques visibles
dans les Alpes franco-italiennes.
(oral Agro-véto 2007)
Dans la légende, il existe des indications du métamorphisme
régional (= métamorphisme général).
"rétromorphosés" = on a eu une transformation des
minéraux d'origine profonde vers des minéraux dont le
domaine de stabilité est plus proche de la surface.
Les concepteurs de la carte ont choisi de ne pas en
tenir compte, car c'est peu intéressant pour la
reconstitution de l'histoire géologique de la région :
c'est normal que des minéraux qui remontent en
surface se transforment.
Les concepteurs de la carte ont donc figuré le
métamorphisme prograde, qui indique les profondeurs
et/ou températures maximales atteintes.
Préambule :
Sur la carte au millionième, il n'est pas possible
d'étudier le métamorphisme de contact, car la
largeur de l'auréole de métamorphisme est en
général trop faible pour être visible à cette échelle.
Les Alpes sont une chaine de collision entre l'Europe et "l'Apulie", c'est à
dire l'Italie.
L'Apulie a migré vers le Nord, en pivotant dans le sens antihoraire, en
liaison avec l'ouverture d'une zone océanique entre le bloc CorseSardaigne et la Provence.
Cette collision entre les deux continents s'est accompagné de la fermeture
d'un océan, dit "océan alpin", dont il reste des traces sous forme
d'ophiolites, mais dont la majorité de la lithosphère a disparu par
subduction.
On peut donc rechercher sur la carte au millionième :
- des traces d'un métamorphisme de subduction de l'océan alpin :
métamorphisme de haute pression et relativement basse température, de
type schistes bleus et éventuellement éclogites
- des traces d'un métamorphisme de collision entre masses continentales,
avec moyenne pression et moyenne température, de type schistes verts,
éventuellement granulites
zone océanique entre Provence et
Corse-Sardaigne
(carton "cycle alpin", malheureusement non disponible sur le
document)
Les foliations minérales
indiquent la direction des
mouvements tectoniques,
La foliation est la direction d'orientation préférentielle
des minéraux de métamorphisme (micas,
feldspaths...).
Ces minéraux de développent vers la contrainte
minimale, c'est à dire dans ladirection d'allongement.
La foliation étant en moyenne de direction Nord-Sud,
on peut aussi en conclure que le raccourcissement
était de direction Est-Ouest, ce qui est cohérent avec
les informations des tracés des failles
chevauchantes.
Foliation "schistes verts" dans la zone
briançonnaise
Foliation "schistes bleus" dans la zone
piémontaise
Failles de chevauchement :
elles indiquent un raccourcissement Est-Ouest.
On retrouve ce parallélisme foliation / failles dans
d'autres régions des Alpes franco-italiennes.
Le plus visible est dans la zone briançonnaise.
Ces terrains sont surtout d'origine sédimentaire :
- h2-3 = Carbonifère (brun-gris)
- t = Trias (violet)
- j = Jurassique (bleu)
Le métamorphisme a affecté des terrains sédimentaires,
en formant des roches paramétamorphiques (protolithe
sédimentaire).
Il existe aussi des foliations dans des roches fondamentalement magmatiques.
Ceci indique un orthométamorphisme (= dont le protolithe est magmatique), avec par exemple des orthogneiss.
Par contre, d'autres
foliations ont des
directions différentes.
La foliation dans la roche
magmatique est parallèle
à la foliation dans la roche
sédimentaire, mais fait un
angle (presque droit) avec
la faille inverse
typiquement alpine.
L'histoire de ces roches
doit être différente. Le
métamorphisme est plus
ancien que la faille
(puisqu'elle coupe ces
roches). Ce serait un
métamorphisme
hercynien, puisque le
socle continental des
Alpes a subi l'orogenèse
hercynienne), Pour le
savoir précisément, il
faudrait faire une datation
isotopique des minéraux
métamorphiques.
La zone du Mont Blanc est typiquement orthométamorphique. Comme la
foliation y est parallèle à la foliation des zones sédimentaires
(paramétamorphiques) vosines, et parallèle aux failles inverses, ce
métamorphisme doit en être contemporain : métamorphisme alpin.
Le type de métamorphisme est différent entre
les zones internes et les zones externes des
Alpes
T
Schistes
bleus
(haute
pression)
Schistes
verts
(moyennes
pression et
température) granulites
éclogites
P
métamorphisme
schistes verts dans
la zone
briançonnaise
(collision des
masses
continentales ==>
augmentation de
profondeur ?)
Métamorphisme Schistes bleus dans la zone piémontaise
(enfouissement, probablement subduction océanique)
Les zones les plus internes montrent à l'affleurement le métamorphisme le plus fort
On peut donc penser que les zones très internes
(proches de la plaine du Pô) ont été enfouies très
profondément, ce qui a causé leur métamorphisme,
puis sont remontées en surface grâce à l'érosion
des roches situées au dessus.
Cette érosion plus forte des zones très internes
indique que l'orogenèse alpine a d'abord commencé
par ces zones internes.
Ensuite seulement, avec le rapprochement de
l'Apulie et de l'Europe, les zones plus externes ont
été tectonisées, donc métamorphisées en
profondeur.
Comme l'érosion de ces zones plus externes a été
moins forte (a duré moins longtemps), les terrains
qui sont remontés à la surface sont moins
métamorphisés. Il est probable que les terrains plus
métamorphisés de ces zones plus internes, qui sont
encore en profondeur, finiront par remonter grâce à
l'érosion de la surface, qui provoquera une
surrection par isostasie.
zone "schistes bleus" :
métamorphisme haute pression,
mais modéré
Zone "éclogites" :
métamorphisme haute
pression, très intense
Des nappes de charriage montrent aussi ce type de
métamorphisme.
C'est donc que ces nappes proviennent des régions
internes des Alpes.
Coesite : c'est une forme de silice de
haute pression (elle est donc
seulement métastable en surface).
Elle indique que la roche a subi une
très haute pression, donc a été
enfouie très profondément
(subduction ?)
Conclusion :
Le métamorphisme général est bien représenté sur la carte au millionième pour ce qui
est des Alpes franco-italiennes. Il donne des indications intéressantes sur les
phénomènes géologiques qui y ont eu lieu lors depuis la fin de l'ère secondaire.
Avec ces indications, ainsi que les renseignements apportés par d'autres disciplines
géologiques (sédimentologie, tectonique, datations isotopiques...), les scientifiques ont
pu reconstituer l'histoire de cette chaîne de montagnes.