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1 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) 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. 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.

2 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 Corse- Sardaigne 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)

3 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.

4 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).

5 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.

6 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 Métamorphisme Schistes bleus dans la zone piémontaise (enfouissement, probablement subduction océanique) éclogites P métamorphisme schistes verts dans la zone briançonnaise (collision des masses continentales ==> augmentation de profondeur?)

7 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

8 Des nappes de charriage montrent aussi ce type de métamorphisme. C'est donc que ces nappes proviennent des régions internes des Alpes.

9 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?)

10 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.

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