L'origine des Alpes

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L'origine des Alpes

Des traces de l’ouverture et de l’expansion de l’océan alpin.

Dans toute la partie située à l’ouest de l’arc alpin, il est possible de repérer un ensemble de failles d’inclinaison variable qui séparent des blocs de toutes tailles, plus ou moins basculés les uns par rapport aux autres. Ces failles normales sont caractéristiques de contraintes tectoniques en distension. L’étude des relations géométriques entre les roches et les failles qui les fracturent montrent que ces failles ont fonctionné durant le Jurassique.

Leur orientation générale est sud-ouest/nord-est ce qui indique qu’à cet époque, à -190 Ma environ, toute la zone alpine, alors constituée par un continent aplani par l’érosion, a été soumise à une distension crustale très importante dans le sens nord-ouest/sud-est. La croûte continentale, en s’étirant, s’est alors peu à peu amincie pour finalement se fracturer et donner naissance à un rift continental semblable à celui que l’on peut observer aujourd’hui en Afrique de l’Est par exemple. Très tôt, ce rift va être envahi par la mer, bien avant la formation d’un véritable domaine océanique.

Des séries sédimentaires particulières associées aux blocs basculés

On peut retrouver les traces de cette déchirure continentale dans les sédiments mésozoïques (= de l’ère secondaire) qui constituent la plus grande partie du domaine alpin. Ces séries sédimentaires sont en effet très variées par leur importance et leur nature : par endroits, l’épaisseur des strates peut en effet atteindre plusieurs centaines de mètres (elles sont alors souvent formées par alternance de couches épaisses de calcaires et de marnes à ammonites).

Quelques kilomètres plus loin, l’épaisseur de ces mêmes strates peut n’être que de quelques dizaines de mètres ; elles sont alors riches en matériaux détritiques. Comme toutes ces roches ont une même origine marine, les géologues pensent que c’est en fait le basculement des blocs continentaux découpés par les failles normales qui est à l’origine de ces variations de sédimentation.

Conséquences de la distension crustale

En fracturant le socle, la distension crustale est responsable de son enfoncement progressif (on parle de subsidence). Des bassins profonds peuvent se former et être envahis par la mer. Au creux de ces bassins, contre les failles, la profondeur de l’eau est importante et des sédiments de haute mer (calcaires à ammonites, par exemple) se déposent ; au sommet des bassins, au niveau de la crête des blocs, il se forme des hauts fonds, voire des îles, où la sédimentation est beaucoup moins épaisse ou même absente.

Cette idée selon laquelle la déchirure continentale à l’origine de l’océan alpin s’est effectuée en domaine marin est confortée par la datation des dalles à ammonites puisqu‘elles sont contemporaines du basculement des blocs (-190 Ma).

Les ophiolites, vestiges de l’océan alpin.

Dans la zone interne de l’arc alpin, les géologues ont décrit des roches à l’aspect de « peau de serpents » auxquelles ils ont donné le nom d’ophiolites (ophis= serpent). Elles sont constituées par la succession de trois types de formations : des basaltes à l’aspect en coussins très caractéristique, des gabbros, roches grenues présentant de gros cristaux de pyroxènes et de plagioclases et des péridotites très sombres avec des reflets verts qui leur donnent un aspect particulier à l’origine de leur nom : serpentinites. L’âge de ces ophiolites alpines est variable et se situe entre -150 et -80 millions d’années.

Cette association de roches très inhabituelle au sein d’une croûte continentale car elle constitue la nature même de la lithosphère océanique ! Ces roches sont donc les vestiges de l’ancien plancher de l’océan alpin. Leur présence dans les Alpes à plusieurs milliers de mètres d’altitude s’explique par leur charriage sur le continent lors de la collision continentale : c’est le phénomène d’obduction.

Les gabbros sont fréquents dans la zone interne des Alpes mais la plupart d’entre eux sont métamorphisés. Ils présentent, par exemple, des auréoles de minéraux verts (des chlorites) qui témoignent d’une importante hydratation. Dans le massif du Queyras, on trouve d’autres types de gabbros métamorphisés (ou métagabbros) présentant des zones colorées en bleu.

Cette couleur est due à la présence, entre les pyroxènes et les plagioclases, d’auréoles de glaucophane. Tous ces gabbros ayant une même composition chimique, la seule façon d’expliquer leurs différences minéralogiques est d’admettre qu’ils ont été placés dans des conditions différentes de température et de pression ce qui a provoqué une nouvelle distribution de leurs éléments chimiques. La glaucophane s’est ainsi formée par réaction chimique entre les plagioclases et les pyroxènes.

Les témoins de la subduction

Cette transformation, bien connue des géologues, témoigne de conditions de haute pression et de basse température qui, sur Terre, ne sont réunis que dans les zones de subduction. On trouve la confirmation de cette hypothèse, en Italie,dans le Mont Viso où des roches, toujours de même composition chimique, sont éclogitisées : des grenats y apparaissent associés à un pyroxène vert, la jadéite.

Cette association minéralogique est caractéristique du métamorphisme subi par une plaque plongeant profondément dans une zone de subduction. Toutes ces formation sont dans donc révélatrices de la fermeture de l’océan alpin ; elles ont pu être datées entre -70 Ma et -50 Ma. Elles se sont transformées durant cette période et ce n’est que plus tard que, à la faveur de mouvements tectoniques et de l’érosion, elles ont été amenées à la surface.

La répartition des roches métamorphiques.

L’établissement précis de la répartition géographique des roches métamorphisées a permis de mettre en évidence une zonation très nette du métamorphisme dans les Alpes. D’Ouest en Est, on assiste en effet à un passage progressif de roches du type schistes verts à des schistes bleus puis à des éclogites : l’intensité du métamorphisme est donc croissant d’ouest en est, ce qui signifie que les roches ont été portées à des températures et des pressions de plus en plus importantes.

C’est donc dans cette direction que s’est effectué la subduction qui a provoqué la disparition de l’océan alpin : la plaque alpine à plongé sous la plaque orientale, la plaque adriatique.

Dans la zone la plus interne de l’arc alpin, dans les massifs cristallins italiens, on peut trouver des roches de la croûte continentale avec des minéraux très particulier comme, par exemple, la coésite. Cette forme de quartz ne peut se former qu’à de très hautes pressions (on la trouve notamment dans les cratères d’impacts météoritiques) ; il faut donc imaginer que des roches qui la contiennent ont été portées en profondeur à de très hautes pressions.

On pense en effet qu’une partie de la croûte continentale a commencé à sombrer à la suite de la disparition de la lithosphère océanique avant que la subduction ne se bloque. La pression à cet endroit étant considérable, de petits diamants ont même pu se former. Cette zone marque ainsi la suture entre les deux plaques qui se sont affrontées après la disparition de l’océan alpin. C’est d’ailleurs à ce niveau que l’on trouve les ophiolites et les éclogites. Ces roches formées à de très hautes pression marquent donc la collision continentale alpine; elles ont été datées autour de -40 Ma.

Auteur de l'article :
Saturne