Cartographie géophysique de la France métropolitaine: déchiffrages de cartes topographiques, gravimétriques, magnétiques, à différentes échelles 1h TP

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1 Jacques Déverchère UBO Brest Licence 2 S Cartographie géophysique de la France métropolitaine: déchiffrages de cartes topographiques, gravimétriques, magnétiques, à différentes échelles 1h TP 1

2 2000 NASA/JPL/NIMA 2

3 80 m m m m m 200 QUESTIONS 1. Corréler les anomalies topographiques et la carte géologique de la France: commentez 2. Rappeler la définition de l anomalie de Bouguer: comment est-elle calculée et que représente-t-elle? 3. Corréler l anomalie de Bouguer et la topographie: que constatezvous? Comment interpréter ces corrélations? 4. En supposant les densités de la croûte et du manteau comme étant constantes, utiliser le principe d Archimède pour estimer l épaisseur de la croûte sous les Alpes 5. Calculer la correction à l air libre et la correction de plateau sous le point des Alpes 3

4 Jacques Déverchère UBO Brest Licence 2 S Structures profondesdes chaînes anciennes et récentes Massif armoricain Alpes occidentales 2h TP TP: ARMOR 2 Pendages: sud: vert, nord: bleu, horizontal: rouge Anticlinal: jaune 4

5 Profil ARMOR 2: Géologie Le Domaine Centre Armoricain: formations sédimentaires briovériennes et paléozoïques -Métamorphisme anchizonal à épizonal, localement associé à des intrusions leucogranitiques Carbonifère : déformation ductile en cisaillement dextre -> plis droits, schistosité de flux verticale E-W, et étirement subhorizontal Dans le Sud, à partir de la branche nord du CSA, les plis se déversent vers le Nord et sont associés à de petits chevauchements Le profil sismique débute à la bordure sud du domaine des plis droits et recoupe toute la zone des plis déversés vers le Nord Profil ARMOR 2: Géologie Le Domaine de Champtoceaux(W) empilement de gneiss et micaschistes intensément déformés, contenant des reliques éclogitiques (15-25 kbar) affecté par un anticlinal d ampleur déca-kilométrique, à plan axial raide -axe plongeant fortement vers l Est. Anticlinal: d âge carbonifère associé au fonctionnement du Décrochement Sud Armoricain plisse des chevauchements à vergence ouest postérieurs au métamorphisme de haute pression daté à 360 Ma La pile métamorphique HP repose sur les Schistes de Mauves (cœur de l anticlinal), et plonge, vers le Nord et l Est, sous des formations sédimentaires épizonales paléozoïques (Bassin d Ancenis) et protérozoïques(série des Mauges). Unefaille normale, également déformée par l anticlinal, sépare ces unités faiblement métamorphiques des gneiss et micaschistes HP. Elle est associée àl exhumation des unités métamorphiques au Carbonifère inférieur. ATTENTION!!!! Le profil recoupe l anticlinal dans sa partie ouest, où il est réduit à son flanc nord. 5

6 Profil ARMOR 2: Géologie Le Domaine Sud Armoricain: édifice complexe dont le sommet est constitué par des formations sédimentaires, plutoniques et volcaniques ayant subi un métamorphisme HP: Eclogites des Essarts, kbar, C; Schistes bleus (SB) du Bois de Céné et de Groix, kbar, C; Schistes de St Gilles et Porphyroïdes de Vendée et Bretagne Sud, 8-10 kbar, C. Ces unités de haute pression: chevauchent en Vendée des formations Paléozoïques peu métamorphiques; ont subi une déformation cisaillante intense -> SB et porphyroïdes : foliation à faible pendage et linéation d étirement NNW-SSE; caractérisent un enfouissement à faible gradient géothermique -> subduction de la croûte continentale suivie d'une exhumation synchrone de la convergence; montrent un pic des conditions métamorphiques à Ma et une phase d'exhumation datée autour de 350 Ma (Carbonifère). Sous les unités chevauchantes HP, les unités para-autochtones ont subi un métamorphisme Barrovien synchrone d une déformation ductile d abord en épaississement puis en extension syn-convergence pendant le Carbonifère. ARMOR 2: Acquisition: septembre 2000 CGG 70 km Gumiaux,

7 Corrélation surface-profondeur -> Restauration de la géométrie des Unités éclogitiques de Champtoceaux? 7

8 Implications du profil Le complexe métamorphique HP de Champtoceaux chevauche la bordure sud du DCA -> Chevauchement post-carbonifère<, car c'est à cette époque que sont exhumées les formations métamorphiques HP. La segmentation des unités HP de Champtoceaux par le faisceau de failles affectant la croûte supérieure fournit un raccourcissement total dû au chevauchement > 20 km (2 événements importants à vergence opposée) La direction de ces chevauchements est parallèle à la branche Nord du CSA où des structures à vergence Nord sont localement observées -> une composante décrochante dextre leur est vraisemblablement associé. Le prolongement en profondeur du CSA correspond à un changement net de signature sismique à ~20 km -> suggère un chevauchement postérieur au décrochement, mais d autres critères (âges carbonifères, contacts repris de la nappe, granites syncinématiques tardifs) indiqueraient un synchronisme. Implications du profil (suite) Relations géométriques entre le CSA et le système chevauchant imagé par la sismique -> convergence synchrone de l extension (déformations extensives en Bretagne sud (Carbonifère >) synchrones des déplacements dextres le long du CSA). La discontinuité majeure de la croûte inférieure et du Moho entre le DCA et le DC (Champtoceaux) est oblitérée dans la croûte supérieure par le front du chevauchement. > décrochement précoce, synchrone de l exhumation des roches HP de Champtoceaux? La restauration des unités éclogitiques suggère que ce cisaillement à la limite entre DCA et DC pourrait correspondre au prolongement de la suture en profondeur. La totalité du DSA imagé par le profil constitue l unité chevauchante. Par corrélation avec la géologie de surface, la structure observée résulterait d'une superposition tectonique, de haut en bas, des unités métamorphiques précoces HP et des unités métamorphiques de pression intermédiaire et des migmatites associées. Voir article Bitri et al.,

9 Bitri et al., 2010 Quantité d extension? % relatif? Bitri et al.,

10 TP Structures profondes par Sismique des Alpes Occidentales Différents programmes européens ont étudié la structure de la lithosphère au niveau des Alpes : le programme français ECORS (Etude de la Croûte continentale et Océanique par Réflexion Sismique) le programme suisse NRP20 le programme italien CROP ( Années : Geofrance 3D aussi) Etudes de la structure de la lithosphère d'après l'analyse des données de sismiqueréflexion par coupes transversales (transects). Voir carte est extraite du site des Sciences de la Terre de l'université de Lausanne qui présente une synthèse des travaux européens. Position des grands profils 10

11 Métamorphisme 11