Activités


Découvrir l’histoire des Alpes à partir de
la carte ANNECY 1 : 250 000

Document réalisé par Roger Chalot Lycée F. Chopin - Nancy



La recherche des caractéristiques des chaînes de collision (programme de terminale S) est une bonne occasion de travailler sur une carte géologique.
Annecy 1 : 250 000 s’y prête particulièrement bien. En effet, elle révèle des témoins de l’ancien domaine océanique et de ses marges passives, des témoins de la subduction et de la collision continentale qui l’a suivie.

SOMMAIRE

Description sommaire de la carte Annecy 1 : 250 000

Les témoins de l’histoire des Alpes révélés par la carte et sa notice
       Des témoins d’un ancien domaine océanique.
       Des témoins de l’ancienne marge passive européenne.
       Des témoins de la collision
       Des traces de la subduction
       L’histoire récente
       Conclusion
Lexique

Pour en savoir plus sur les Alpes

Cliquer sur les zones en blanc pour accéder directement au texte descriptif correspondant.

Description sommaire de la carte Annecy 1 : 250 000.

La carte Annecy 1 : 250 000 montre toutes les zones structurales des Alpes franco-italiennes. Sur une transversale allant d’Annecy à Turin :

un bassin molassique tertiaire

la zone dauphinoise correspondant à l’ancienne marge européenne sudsidente. Son socle apparaît dans les massifs cristallins externes (Belledonne, Grandes Rousses, Mont Blanc, …). Sa couverture sédimentaire qui comprend des terrains du Trias au Miocène, est plissée à l’ouest, plus fortement tectonisée à l’est.

· la zone valaisanne, petite zone océanique d’âge crétacé

· la zone briançonnaise (et sub-briançonnaise), caractérisée par un socle houiller développé, des massifs métamorphiques et une couverture secondaire réduite et incomplète. Sa signification paléogéographique est discutée.

· la zone piémontaise, ancien domaine océanique profond dont les formations (schistes lustrés, massifs ophiolitiques) sont disposées en nappes. Les massifs cristallins internes (Dora Maira, Grand-Paradis, Mont-Rose) correspondent à la partie distale de la marge occidentale ; ils affleurent dans des fenêtres tectoniques. Les unités structurales de cette zone ont suivi des trajets Pression-Température différents.

· la zone Sesia-Lanzo, ancienne marge apulienne (ou adriatique) formée essentiellement de socle ancien à métamorphisme alpin, chevauchée par des lames de manteau (massif de Lanzo). Plusieurs klippes y sont rattachées (Dent Blanche – Cervin).

· un bassin molassique tertiaire : la plaine du Pô

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Les témoins de l’histoire des Alpes révélés par la carte et sa notice.

Des témoins d’un ancien domaine océanique.

- Des roches de plancher océanique dans la zone piémontaise. (secteur pl.oc)

Elles sont bien exposées au sud du Grand Paradis. Serpentinites, péridotites, gabbros, sont cités dans la légende. Le terme d’ophiolites apparaît dans la notice. Des termes non significatifs pour les élèves sont utilisés : les « roches vertes », les « prasinites » désignent des roches magmatiques basiques métamorphisées ; les « diabases » à structure en coussins correspondent à des basaltes ou dolérites métamorphisés. En association avec des documents photographiques ou vidéo, l’existence d’un ancien plancher océanique devient évidente.

- Une sédimentation océanique de marge, de talus et de plaine abyssale, d’âge secondaire.

La légende de la carte mentionne des noms de roches sédimentaires. La notice permet d’en prouver l’origine marine, parfois profonde, d’après les fossiles qu’elles renferment (Ammonites, Bélemnites, Polypiers, Calpionelles, divers Foraminifères, etc.).

Des témoins de l’ancienne marge passive européenne. (secteur mpe)

Des blocs basculés peuvent être identifiés dans le secteur des massifs cristallins externes, comme les massifs de Belledonne, des Grandes Rousses, du Pelvoux, découpés par d’anciennes failles normales nord-est sud-ouest. La couverture syn-rift (Lias et Jurassique moyen) est discordante à l’ouest sur le socle que constituent ces massifs alors que le contact se fait par des failles normales à l’est (cf carte géologique simplifiée)

La lecture de cette disposition sur la carte est délicate. Des coupes et photographies la complètent nécessairement.



Coupe schématique simplifiée perpendiculaire aux axes des structures


Carte géologique simplifiée (secteur mpe)
l-J : La couverture syn-rift
Belledonne, Grandes Rousses : socle
Discordance entre socle et couverture
Faille



Le contact entre le socle et la couverture à l’est du massif de Belledonne, le long de la faille d’Ornon


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Des témoins de la collision

- Plis et failles

Le nord-ouest de la carte aux environs d’Annecy montre bien les plissements de la couverture sédimentaire de la marge européenne (secteur p-f). La direction des axes des plis permet de déduire la direction des contraintes tectoniques dans ce secteur : est-sud-est à ouest-nord-ouest.

Certains de ces plis sont déversés vers le nord-ouest (leurs flancs apparaissent dissymétriques sur la carte) et passent parfois à des plis failles flanc inverse faillé). Cette dissymétrie indique un sens de poussée vers le nord-ouest.

Les plis associés à des failles de même direction donc liées aux mêmes contraintes. D’autres failles correspondent à des décrochements.

Ces déformations peuvent être datées de façon relative : elles affectent des terrains secondaires et tertiaires jusqu’au miocène inférieur. Elles sont masquées par les dépôts glaciaires. On peut donc les dater du mio-pliocène.

- Chevauchements

Les zones externes des Alpes et les zones internes sont en contact par un front de chevauchement majeur (chevauchement pennique) qui traverse la carte du nord au sud. Dans le secteur du Galibier et à l’ouest de la Vanoise (secteur che) des superpositions anormales des terrains sont bien visibles sur la carte. (par exemple, de bas en haut : tertiaire\ crétacé \ trias et jurassique \ trias \ permien et carbonifère). Les différents ensembles sont séparés par des contacts anormaux qui sont identifiés comme des chevauchements dans la légende. Cette superposition correspond à un empilement d’écailles . Sa mise en place est postérieure à l’Eocène.

Coupe schématique ouest-est

- Nappes de charriage

Deux nappes sont bien exposées sur cette carte :

- la nappe des schistes lustrés, formée de sédiments océaniques métamorphisés, les schistes lustrés, mêlés à des ophiolites, charriés sur la zone briançonnaise. Des klippes situés très à l’ouest permettent de comprendre que cette nappe s’étendait sur une plus grande surface qu’actuellement, mais qu’elle a été partiellement érodée.

Un calcul simple montre que cette extension vers l’ouest était d’au moins 25 km (10 x 250 000 = 2 500 000 cm)

- la nappe de la Dent Blanche (Dent Blanche)

C’est un morceau de la marge apulienne, de même nature que la zone Sesia, charrié sur les schistes lustrés.

Son déplacement minimum par rapport à la zone Sesia peut être calculé : 16 cm x 250 000 = 4 000 000 cm = 40 km.

(Remarque : cette distance ne correspond pas au déplacement réel des terrains par rapport à leur position d’origine, car la zone Sésia est elle-même déplacée vers l’ouest)

Ces déformations correspondent à un raccourcissement et à un épaississement de la couverture. Un profil sismique permet de constater que toute la croûte est affectée.

Des traces de la subduction qui a dû se produire sont décelables sur le versant italien des Alpes. Il s’agit du métamorphisme HP-BT et du magmatisme.

- Le métamorphisme. Une lecture attentive de la légende, complétée par la notice, permet de relever l’existence de roches des zones internes à faciès schistes bleus et éclogites à la fois dans la nappe des schistes lustrés et dans le socle de la zone Sésia (secteur met). D’après le diagramme PT cela signifie un passage de ces roches en profondeur, (plus de 20 kbar et 60 km de profondeur) avant leur mise en relief. Les différentes paragenèses métamorphiques donnent des âges absolus qui s’étalent de 100 à 33 Ma (Crétacé supérieur à oligocène) ce qui permet de situer la subduction dans le temps.

- Le magmatisme est peu abondant (visible à l’extrême est de la carte sy et A) et sa liaison avec la subduction alpine est discutée. Toutefois, la notice révèle l’existence de plutons de syénites et de quelques manifestations volcaniques andésitiques autour de -30 Ma donc d’âge oligocène.

L’histoire récente, quaternaire, de la chaîne se caractérise par

- les glaciations. Les glaciers actuels apparaissent sur la carte ainsi que trois glaciations anciennes successives bien marquées surtout sur le versant italien par des dépôts morainiques et fluviatiles

- l’érosion active, le creusement de vallée qui se poursuit parallèlement à la mise en relief de la chaîne et alimente les bassins molassiques depuis le miocène.

Conclusion

Trois phases de l’histoire alpine peuvent donc être mises en évidence et grossièrement datées par la lecture de la carte. La notice donne les âges absolus des événements magmatiques et métamorphiques ce qui permet de mieux caler dans le temps les phases de l’histoire alpine :

- existence d’un océan au cours du jurassique et du crétacé,

- puis subduction du crétacé supérieur à l’oligocène

- et enfin collision et mise en relief depuis l’oligocène.

Le travail sur la carte est l’occasion d’exercer les compétences des élèves en ce qui concerne

- le repérage géographique (orientation, topographie, hydrographie …)

- l’utilisation de l’échelle pour calculer une distance

- l’utilisation de la légende et de la notice (âges des terrains, nature des roches, fossiles, structures géologiques …)

- l’identification des structures géologiques

- le repérage dans le temps (échelle relative, âges absolus)


Pour en savoir plus sur les Alpes :

M. Marthaler, Le Cervin était-il africain ?,LEP, Lausanne, 2001

M. Lemoine, P.-C. de Graciansky et P. Tricart, De l’Océan à la chaîne de montagnes, GIB, 2000

H. Le Meur, E. Calais, M. Tardy, Les Alpes battent en retraite, La Recherche n° 365, juin 2003

P. Agard et M. Lemoine, Visages des Alpes : structure et évolution géodynamique, CCGM, mars 2003 (www.ccgm.org)




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