De l’ouverture à la fermeture de l’océan alpin HISTOIRE DES ALPES De l’ouverture à la fermeture de l’océan alpin

Image satellite IR des Alpes PARTIE SUD DE L’ARC ALPIN Image satellite IR des Alpes

Carte simplifiée des Alpes

INTRODUCTION Les Alpes correspondent à un exemple typique de chaîne de collision. L’histoire de ce type de chaîne débute toujours par l’ouverture d’un nouvel espace océanique. Cet espace océanique finit par se refermer. Les deux marges continentales entrent en collision. Problème : Les Alpes ont-elles conservé des vestiges de ces différents épisodes ?

PREMIERE PARTIE Dans cette première partie, nous allons rechercher des éléments permettant de reconstituer le contexte paléogéographique du domaine alpin entre –300 et –185 Ma

Un exemple de terrain du carbonifère La Combarine ; Hautes Alpes Exploitation de charbon De petites exploitations de charbon d’âge carbonifère existent dans les Hautes Alpes et ont été exploitées jusqu’au milieu du XXème siècle. Le charbon correspond à la transformation de restes de végétaux terrestres périodiquement enfouis sous des sédiments marins. Le faciès est donc continental mais avec une mer épicontinentale proche soumise à de fréquentes variations de niveau. terril CBGA

Un exemple de terrain du carbonifère La Combarine ; Hautes Alpes Tronc d’arbre fossile Les sédiments de cette période carbonifère renferment parfois des traces fossilisées de végétaux telles ce tronc d’arbre. Ceci témoigne de la nature continentale du milieu. CBGA

Un exemple de terrain du carbonifère Tunnel de Prelles ; Hautes Alpes Sols polygonaux fossiles D’autres témoins de la présence d’un milieu continental sont présents. Ici, une trace de sol polygonal. Ces formations correspondent aux fentes de dessiccation affectant un ancien sol. CBGA

Principe d’actualisme : Sols polygonaux actuels D’autres témoins de la présence d’un milieu continental sont présents. Ici, une trace de sol polygonal. Ces formations correspondent aux fentes de dessiccation affectant un ancien sol.

Le domaine alpin au Carbonifère (environ - 300 Ma) Scotese : Paleomap Project Contexte géodynamique : la PANGEE n’est pas encore fracturée. La sédimentation est continentale Les Alpes, chaîne de montagnes relativement jeune, se sont formées dans un domaine continental à l’histoire complexe, essentiellement marquée par l’orogenèse hercynienne (Massif Armoricain, Massif Central, Vosges). Les roches sédimentaires les plus anciennes des Alpes occidentales sont datées du carbonifère. A cette époque, la chaîne hercynienne est en cours de démantèlement. Les produits d’érosion de cette chaîne s’accumulent, entre autre, dans le futur domaine alpin. Les roches datées du carbonifère montrent toutes un faciès continental.

Le domaine alpin au Permien (environ - 270 Ma) Les roches du Permien montrent également un faciès continental. A cette époque, l’océanisation n’a pas encore débuté. CBGA Strates du Permien dans le Galibier : couleur rouge caractéristique d’une oxydation du fer en milieu continental.

Le domaine alpin au Permien (environ - 270 Ma) Les roches du Permien montrent également un faciès continental. A cette époque, l’océanisation n’a pas encore débuté. Scotese : Paleomap Project La zone alpine est encore située en milieu continental mais la Tethys est proche

Gypses triasiques : col de l’Izoard Les gypses sont des roches évaporitiques se formant dans des lagunes peu profondes Noter la forte érosion par ruissellement. CBGA

Séquence triasique : St Crépin Dolomie Front de dolomitisation La dolomie se forme dans des lagunes peu profondes par remplacement progressif des ions Ca2+ du calcaire par des ions Mg2+. Calcaire CBGA La dolomie se forme dans des lagunes peu profondes par remplacement progressif des ions Ca2+ du calcaire par des ions Mg2+.

Le domaine alpin au Trias (- 250 à – 210 Ma ) Scotese : Paleomap Project Le futur domaine alpin se recouvre d’une mer épicontinentale (faciès de faible profondeur). A partir du Trias, le domaine alpin est en grande partie submergé par une mer épicontinentale (donc recouvrant de la croûte continentale). Cette mer peu profonde et le climat chaud permettent la mise en place de roches sédimentaires de type évaporite. Parmi ces roches, le gypse est important de part le rôle qu’il va jouer lors de la collision ultérieure (le gypse étant très ductile, c’est souvent à son niveau que les nappes de charriage vont se décoller de leur leur substrat : on parle de « couche savon »). La Pangée continue à se fragmenter

BILAN PARTIEL : Du carbonifère au permien, l’histoire du domaine alpin s’inscrit entièrement dans un contexte géodynamique continental. A partir du permien, l’éclatement de la Pangée entraîne un changement dans les conditions de sédimentation : le domaine alpin est situé en bordure d’une mer épicontinentale. A partir du jurassique, un domaine océanique va s’ouvrir entre le continent européen et le continent africain.

Rappels de Première S : organisation des marges passives Pré-rifting (épisode continental) : Les séries sédimentaires généralement épaisses sont solidaires du socle et affectées par les failles normales de l’épisode qui suit, le rifting continental. Elles se sont déposées dans une mer intra-continentale peu profonde ou en milieu lagunaire. Ces séries contiennent souvent des évaporites. Leur épaisseur est constante sur une vaste surface. Syn-rifting (épisode continental) : Les séries sédimentaires, déposées initialement à l’horizontale présentent un aspect en éventail. Elles se sont déposées sur un substratum instable, en cours de fracturation sous l’effet de l’extension : demi-fossés d’effondrement créés par le jeu de grandes failles normales qui affectent le socle et les sédiments de l’épisode « pré-rifting ». Post-rift (épisode océanique) : Le rifting continental a abouti à la création et à l’expansion du fond océanique. Les séries sédimentaires sont de grande profondeur. Elles sont horizontales et reposent en discordance sur les précédentes qu’elles ennoient. Elles recouvrent indifféremment le fond océanique et les marges désormais passives.

Rappels de Première S : organisation des marges passives Failles listriques Blocs basculés Schéma d’interprétation d’une marge passive

Rappels de Première S : organisation des marges passives post-tectonique syn-tecto bloc basculé anté-tecto Manteau supérieur Un exemple de marge passive actuelle : l’escarpement de Trevelyan au large des côtes bretonnes. Profil sismique d’une marge passive actuelle (sud Bretagne) : on peut observer l’organisation typique d’une marge passive avec les blocs basculés associés à des sédiments caractéristiques

Les structures de marge passive dans les Alpes Faille d’Ornon Blocs basculés de part et d’autre de la vallée d’Ornon (environ 15 km au sud de l’Alpes d’Huez)

Les structures de marge passive dans les Alpes Schéma interprétatif avec les failles listriques, les blocs basculés, la sédimentation caractéristique

Les structures de marge passive dans les Alpes Crétacé post-tectonique Jurassique inférieur syn-tectonique DCX Vue des sédiments recouvrant le bloc Grandes Rousses - Rochail

Les structures de marge passive dans les Alpes Détail d’une faille listrique et de la sédimentation associée

Le domaine alpin au Jurassique inf . (- 210 à – 185 Ma) On constate un fort amincissement crustal dans le domaine alpin à la suite d’une distension nord-sud de la croûte continentale. Des failles normales (= listriques) apparaissent et découpent la croûte en blocs qui coulissent les uns par rapport aux autres.

Un témoin de la sédimentation de marge passive : le rocher blanc Villars Laté ; Hautes Alpes Le Rocher Blanc est un témoin de la sédimentation de la marge passive européenne. La série Carbonifère-Permien-Trias correspond à la sédimentation anté-rift. Le jurassique correspond à la sédimentation syn-rift. On peut remarquer ici la très faible épaisseur de ces sédiments. Ceci est la conséquence de l’émersion d’un des blocs basculés de la marge passive formant à l’époque « l’Île Briançonnaise » DCX

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