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Contexte
géologique
du Mont Viso Le sommet
du Mont Viso (3 841 m) est constitué de basaltes"Roche volcanique issus de la fusion partielle des péridotites du manteau, le basalte est un des constituants des ophiolites et de la croûte océanique." en coussins, empilement de
"coussins" ou d'"oreillers" dont le diamètre varie de quelques
décimètres à environ 1 mètre. Or cette structure en coussins est typique
des laves émises par des volcans sous-marins (pillow-lava, en anglais).
Ces basaltes"Roche volcanique issus de la fusion partielle des péridotites du manteau, le basalte est un des constituants des ophiolites et de la croûte océanique." sont les témoins de la présence de l'océan Téthys de l'ère
secondaire, ou du moins du fragment "liguro-piémontais" de cet océan. Au fond de la Téthys ligure, à
plus de 3 km de profondeur, de la lave en fusion
s'étalait sur la croûte océanique"La croûte océanique est composée de basaltes, de gabbros et parfois de serpentinites. Plus lourde que la croûte continentale, sa densité est comprise entre 2,9 et 3. Son épaisseur varie entre 1 et 10 km.", il y a 150 millions d'années; ce fond
marin se situe maintenant 4 km au-dessus du niveau de la mer ! (Fig.
1)
De plus, le métamorphisme"Le métamorphisme (du grec metá, au-delà, après et morphế, forme) désigne
"l'ensemble des transformations subies par une roche (sédimentaire, magmatique ou métamorphique) sous l'effet de modifications des conditions de température, de pression, de la nature des fluides et, parfois, de la composition chimique de la roche. Ces transformations, qui peuvent être minéralogiques, texturales, chimiques ou encore structurales, amènent à une réorganisation des éléments dans la roche et à une recristallisation des minéraux à l'état solide."
Christian Nicollet (2010) « Métamorphisme et géodynamique », Paris, Dunod, coll. « Sciences Sup », février 2010" qu'ont subi ces laves volcaniques racontent
l'histoire de cet océan, de son expansion à sa disparition complète, par
subduction"La subduction (latin subductio, action de tirer sur le rivage) est le processus par lequel une plaque tectonique s'incurve et plonge sous une autre plaque. Si c'est une plaque océanique qui disparait sous une plaque continentale, alors elle s'enfoncera jusqu'au manteau. Si c'est une plaque continentale qui est subduite sous une autre plaque continentale, alors il y aura arrêt de la subduction, collision continental, chevauchement, augmentation de l'épaisseur de la croûte et formation d'une chaîne de montagnes (orogénèse)." de sa lithosphère"La lithosphère (du grec lithos, pierre et sphaera, sphère) désigne l'enveloppe rigide et externe de la Terre. Avec une épaisseur de 100 km, elle comprend la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur. Elle se subdivise en plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres. La lithosphère, rigide, repose directement sur l'asthénosphère, solide mais ductile.". Ils permettent aussi de reconstituer la
collision continentale qui a suivi et qui a ainsi donné naissance à la
chaîne alpine.
Ces basaltes"Roche volcanique issus de la fusion partielle des péridotites du manteau, le basalte est un des constituants des ophiolites et de la croûte océanique." ont été éjectés tout le long de la crête d'une dorsale océanique
"Une dorsale océanique est un relief sous-marin composé d'une crête axiale, qui culmine vers -2 500 m et de pentes très douces qui conduisent, en plusieurs centaines de kilomètres, vers des plaines abyssales dont la profondeur se situe aux alentours de -4 000 m. Tout le long de l'axe de la dorsale, de la lithosphère océanique nouvelle se forme par apport de basalte MORB (Middle Oceanic Ridge Basalt, basalte issu du milieu de l'arrête océanique) et transformation de péridotite asthénosphérique (ductile) en péridotite lithosphérique (rigide)."
(Fig. 2), vers 2 500 à 3 000 m de profondeur, alors même que l'océan était
en expansion. Ils se sont ensuite enfoncés par subsidence"La subsidence (latin subsidere, s'enfoncer) est l'abaissement de la croûte terrestre résultant d'un étirement-amincissement de cette dernière. Elle entraine un dépôt progressif de sédiments sous une profondeur d'eau constante." sur les flancs
de cette dorsale"Une dorsale océanique est un relief sous-marin composé d'une crête axiale, qui culmine vers -2 500 m et de pentes très douces qui conduisent, en plusieurs centaines de kilomètres, vers des plaines abyssales dont la profondeur se situe aux alentours de -4 000 m. Tout le long de l'axe de la dorsale, de la lithosphère océanique nouvelle se forme par apport de basalte MORB (Middle Oceanic Ridge Basalt, basalte issu du milieu de l'arrête océanique) et transformation de péridotite asthénosphérique (ductile) en péridotite lithosphérique (rigide)." jusqu'aux plaines abyssales vers 3 500 ou 4 000 m
au-dessous du niveau de la mer. Après l'expansion de cet océan, son
raccourcissement par subduction"La subduction (latin subductio, action de tirer sur le rivage) est le processus par lequel une plaque tectonique s'incurve et plonge sous une autre plaque. Si c'est une plaque océanique qui disparait sous une plaque continentale, alors elle s'enfoncera jusqu'au manteau. Si c'est une plaque continentale qui est subduite sous une autre plaque continentale, alors il y aura arrêt de la subduction, collision continental, chevauchement, augmentation de l'épaisseur de la croûte et formation d'une chaîne de montagnes (orogénèse)." a fait plonger les basaltes"Roche volcanique issus de la fusion partielle des péridotites du manteau, le basalte est un des constituants des ophiolites et de la croûte océanique." sous le
continent africain, où la majeure partie a été engloutie à jamais dans
les profondeurs de l'asthénosphère"L'asthénosphère (du grec : astheneia, sans force, sans résistance et sphaera, sphère) est une partie "sans force", "sans résistance", c'est à dire ductile, du manteau terrestre. Elle se situe juste sous la lithosphère et se prolonge jusqu'au manteau inférieur. Elle commence à l'isotherme 1 350°C, vers 100 km de profondeur, où la température est nécessaire et suffisante pour rendre ductile les péridotites qui la composent. Elle s'achève vers 660 km au-dessous de la surface de la Terre, où la température atteint 1 630°C. Par la présence de ce gradient thermique et des températures supérieures ou égales à 1 350°C, l'asthénosphère est animée de lents courants de convection, associés aux mouvements des plaques de la lithosphère.". Seule une petite partie
a pu s'enfoncer jusqu’à 50 km au-dessous de la surface terrestre avant d’être exhumée, puis déformée, plissée,
charriée"Le charriage est un mouvement tectonique qui transporte de grands ensembles de roches au-dessus d'une autre masse rocheuse, sur plusieurs dizaines ou centaines de kilomètres." sur la
marge continentale"Une marge continentale est une bordure immergée d'un continent. Elle est constituée de lithosphère continentale en contact avec de la lithosphère océanique. On distingue les marges continentales passives dues à une rupture de la lithosphère continentale par arrachement (processus de rifting et d'océanisation) et les marges continentales actives dues à une subduction de la lithosphère océanique sous la lithosphère continentale." européenne durant la collision Europe-Afrique. Avec les fortes températures et pressions qui règnent à
ces profondeurs, ces roches ont subi un métamorphisme"Le métamorphisme (du grec metá , au-delà, après et morphế, forme) désigne l'ensemble des transformations subies par une roche (sédimentaire, magmatique ou métamorphique) sous l'effet de modifications des conditions de température, de pression, de la nature des fluides et, parfois, de la composition chimique de la roche. Ces transformations, qui peuvent être minéralogiques, texturales, chimiques ou encore structurales, amènent à une réorganisation des éléments dans la roche et à une recristallisation des minéraux à l'état solide."
Christian Nicollet (2010) « Métamorphisme et géodynamique », Paris, Dunod, coll. « Sciences Sup », février 2010". Dans le massif du
Mont Viso, les basaltes reposent directement sur les gabbros"Constituant principal de la couche inférieure de la croûte océanique, le gabbro est une roche issue de la fusion partielle de la péridotite mantellique au niveau d'une dorsale océanique, tout comme le basalte. Mais contrairement à cette roche sortie rapidement de la dorsale, le gabbro a subi un refroidissement lent en profondeur. Ainsi, bien que de même composition, gabbro et basalte diffèrent. Le gabbro, dont la cristallisation est complète, est une roche plutonique. Le basalte dont le refroidissement a été rapide et la cristallisation incomplète est une roche volcanique.".
Le Mont Viso, qui culmine à 3 841 mètres d'altitude,
témoigne ainsi de l'expansion d'un océan profond, de la subduction"La subduction (latin subductio, action de tirer sur le rivage) est le processus par lequel une plaque tectonique s'incurve et plonge sous une autre plaque. Si c'est une plaque océanique qui disparait sous une plaque continentale, alors elle s'enfoncera jusqu'au manteau. Si c'est une plaque continentale qui est subduite sous une autre plaque continentale, alors il y aura arrêt de la subduction, collision continental, chevauchement, augmentation de l'épaisseur de la croûte et formation d'une chaîne de montagnes (orogénèse)." qui a
suivi et de la surrection alpine lors de la collision continentale qui
se poursuit de nos jours.
En termes de nomenclature et de vocabulaire, les roches métamorphiques sont nommées par leur nom originel (nature du protolithe"Du grec protos, « premier » et lithos « pierre », c'est-à-dire « première pierre » ou « pierre originelle », le protolithe désigne la roche d’origine d’une roche métamorphique : le protolithe d’un métabasalte est un basalte."), précédé du préfixe « méta- ». Comme les gabbros et les basaltes du Queyras ont subi un métamorphisme"Le métamorphisme (du grec metá, au-delà, après et morphế, forme) désigne
"l'ensemble des transformations subies par une roche (sédimentaire, magmatique ou métamorphique) sous l'effet de modifications des conditions de température, de pression, de la nature des fluides et, parfois, de la composition chimique de la roche. Ces transformations, qui peuvent être minéralogiques, texturales, chimiques ou encore structurales, amènent à une réorganisation des éléments dans la roche et à une recristallisation des minéraux à l'état solide."
Christian Nicollet (2010) « Métamorphisme et géodynamique », Paris, Dunod, coll. « Sciences Sup », février 2010" dans le faciès"Les faciès (du latin « facies », aspect) et gradients métamorphiques couvrent l’ensemble des conditions de température et de pression possibles pour des roches à l’état solide sur Terre. Selon le diagramme P=f(T), le gradient métamorphique est la succession des faciès métamorphiques rencontrés le long d’un gradient géothermique donné. On distingue notamment :
- le gradient HP-BT, Haute Pression - Basse Température, typique de la subduction (Alpes), et dont la glaucophane Na2(Fe,Mg)3Al2[Si8O22](OH) est le minéral caractéristique (faciès des schistes bleus),
- le gradient PI-TI, Pression Intermédiaire - Température Intermédiaire, typique de la chaîne varisque (Vosges, Massif Armoricain, Massif Central),
- le gradient HT-BP, Haute Température - Basse Pression, typique du rifting Crétacé des Pyrénées." des schistes bleus"Les schistes bleus ou schistes à glaucophane
forment un ensemble de roches métamorphiques caractérisées par la présence d'un minéral bleu, la glaucophane. Les schistes bleus sont les marqueurs d'un métamorphisme de « Haute Pression - Basse Température »
(HP-BT) typiques de la partie élevée des zones de subduction)."
(2) (Fig. 3), tout comme les schistes lustrés, ces roches doivent donc être nommées,
en toute rigueur, respectivement métagabbros"Gabbros métamorphisés." et
métabasaltes"Basaltes métamorphisés.".
Fig. 1
Représentation schématique des différences entre les croûtes océanique
et continentale
Fig. 2
Représentation schématique de la coupe transversale d'une dorsale
océanique
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Fig. 3
Diagramme Pression - Température des faciès et gradients métamorphiques
(très simplifié d'après 2)
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Les faciès (du latin « facies »,
aspect) et gradients métamorphiques couvrent l’ensemble des
conditions de température et de pression possibles pour des roches à
l’état solide sur Terre. Sont regroupées en faciès, les roches qui
ont subi un métamorphisme dans des conditions physiques voisines
(pressions, profondeurs, températures) et ceci quelle que soit la
composition en minéraux de ces roches. Selon le diagramme P = f (T), le gradient
métamorphique est la succession des faciès métamorphiques rencontrés
le long d’un gradient géothermique"La température s'élève avec la profondeur en moyenne de 1°C tous les 30 m, soit 30°C/km : c'est le gradient géothermique. Mais dans les zones de subduction, où les roches enfouies transportent du « froid », ce gradient descend jusqu’à 6°C/km. Inversement, dans les zones d’accrétion (dorsales, rifts), où les roches exhumées transportent du « chaud », il s’élève jusqu’à 50°C/km." donné. On distingue notamment :
- le gradient HP-BT, Haute Pression - Basse Température, typique de la subduction (comme
dans le Queyras), et dont la glaucophane Na2(Fe,Mg)3Al2[Si8O22](OH)
est le minéral caractéristique (faciès des schistes bleus),
- le gradient PI-TI, Pression Intermédiaire - Température Intermédiaire, typique de la chaîne varisque (Vosges, Massif Armoricain, Massif Central),
- le gradient HT-BP, Haute Température - Basse Pression, typique du rifting Crétacé des Pyrénées.
Ce diagramme montre clairement que dans les zones de subduction"La subduction (latin subductio, action de tirer sur le rivage) est le processus par lequel une plaque tectonique s'incurve et plonge sous une autre plaque. Si c'est une plaque océanique qui disparait sous une plaque continentale, alors elle s'enfoncera jusqu'au manteau. Si c'est une plaque continentale qui est subduite sous une autre plaque continentale, alors il y aura arrêt de la subduction, collision continental, chevauchement, augmentation de l'épaisseur de la croûte et formation d'une chaîne de montagnes (orogénèse).", où les roches
ensevelies transportent du « froid », l'enfouissement doit être
profond pour que les températures soient très hautes (gradient HP-BT).
A contrario, dans les zones d’accrétion (dorsales"Une dorsale océanique est un relief sous-marin composé d'une crête axiale, qui culmine vers -2 500 m et de pentes très douces qui conduisent, en plusieurs centaines de kilomètres, vers des plaines abyssales dont la profondeur se situe aux alentours de -4 000 m. Tout le long de l'axe de la dorsale, de la lithosphère océanique nouvelle se forme par apport de basalte MORB (Middle Oceanic Ridge Basalt, basalte issu du milieu de l'arrête océanique) et transformation de péridotite asthénosphérique (ductile) en péridotite lithosphérique (rigide).", rifts"Un rift (anglais rift, crevasse) se compose d’un fossé d’effondrement allongé (graben, en allemand), bordé par deux « épaules ». Ses dimensions atteignent quelques dizaines de kilomètres de large pour plusieurs centaines de kilomètres de long. C’est un lieu d’amincissement crustal (croûte) et de subsidence. Comme la lithosphère s'amincit, le rifting peut être le stade initial qui conduira à la rupture lithosphérique, puis à la formation d'une dorsale et à la naissance d'un océan. Les deux moitiés du rift deviendront alors les deux marges continentales du nouvel océan.
Souvent les rifts se disposent en bordure ou à l’aplomb de points chauds (Afars, Islande). La subsidence initiale est souvent très importante. Pour l’exemple, le lac Baïkal, en Sibérie, contient en plus de la couche d’eau de 1 800 m, une couche de sédiments d’une épaisseur de plusieurs kilomètres. Au niveau d’un rift, qui est une zone d’accrétion le gradient géothermique peut atteindre 50°C/km (5°C/100m)."), où les roches exhumées transportent du « chaud »,
les températures sont très élevées, même à faible profondeur
(gradient HT-BP).
Les schistes lustrés, les gabbros, les basaltes du Queyras ont subi
le métamorphisme alpin HP-BT (Haute Pression - Basse Température) (faciès des
schistes bleus) vers -60 Ma (millions d'années) puis ont été
rétromorphosés dans le faciès des schistes verts (T<300°C) entre - 39 et -31 Ma
(2).
En toute rigueur, ces gabbros et basaltes ainsi métamorphisés doivent
être nommés respectivement métagabbros et métabasaltes.
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N°1 Marcel LEMOINE, Pierre de GRACIANSKY, Pierre TRICART (2000)
« De l'océan à la chaîne de montagnes. Tectonique des plaques dans
les Alpes »
Édition Gordon breach, Collection Géosciences
N°2 RENARD M, LAGABRIELLE Y, MARTIN E, RAFÉLIS M (2018)
« Éléments de Géologie, 16ème édition du Pomerol » ; Éditions Dunod pp431-439, 601, 605
N°3 d’après le site GEOL-ALP
www.geol-alp.com de Maurice GIDON, Copyright ©
N°4 d’après le site GEOL-ALP
www.geol-alp.com de Maurice GIDON, Copyright ©
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