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Paru le 01/05/2004 | Broché VII-313 pages
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Ce mémoire présente une approche pluridisciplinaire, pétrologique, tectonique, géochronologique par traces de fission, et géophysique, de l'évolution géodynamique de la zone Piémontaise des Alpes occidentales (géotraverse Pelvoux-Dora Maira du programme GéoFrance 3D). La zone Piémontaise correspond à la juxtaposition de deux domaines tectono-métamorphiques majeurs : (i)-Les Schistes lustrés du Queyras présentent des chemins «pression-température» diversifiés mais compatibles avec une évolution progressive dans les conditions du faciès des schistes bleus. L'ensemble de ces unités a été enfoui à des profondeurs de 20 à 35 km avec des paléo-gradients thermiques de 25 à 30°C/km. (ii)-Les unités éclogitiques, correspondant au massif ophiolitique du Monviso et au complexe de croûte continentale de Dora Maira, présentent des conditions métamorphiques hétérogènes avec de fortes sautes en pression témoignant de profondeurs d'enfouissement supérieures à 50 km dans un environnement thermique faible de 4 à 6°C/km. Ces deux types de domaines sont interprétés comme différents niveaux d'une zone de subduction intra-océanique, où les Schistes lustrés du Queyras, à forte composante sédimentaire et détritisme océanique, sont assimilables à un prisme d'accrétion crustal tandis que les ensembles éclogitiques correspondent à une portion d'un prisme profond constitué de péridotites hydratées, associées à des morceaux de croûte océanique échantillonnés à différentes profondeurs, le long du plan de Benioff. L'exhumation des schistes bleus et des éclogites s'effectue de façon diachrone, plus précoce pour les schistes bleus que pour les éclogites, par des mécanismes différents, propres à la dynamique interne de chacun des deux prismes, alors que la subduction est encore active. Ce n'est qu'à partir de 30 Ma que l'édifice actuel de la zone Piémontaise est constitué et qu'il est mis en surface dans un contexte strictement collisionnel sous l'effet combiné de l'érosion et de l'extension. Cette extension syn-convergence débute dans les conditions du faciès des schistes verts et correspond dans les domaines éclogitiques à une extension multi-directionnelle, localement cisaillante à vergence Ouest, qui reflète l'exhumation par dénudation tectonique de l'ensemble des unités éclogitiques. Par contre dans les Schistes lustrés du Queyras, les structures syn-schistes verts ont été basculées vers l'Ouest de plusieurs dizaines de degrés au cours de l'exhumation. Le régime en extension de la zone Piémontaise s'initie clairement alors que la chaîne est en raccourcissement global, synchrone des grandes structures chevauchantes et de l'écaillage de la croûte européenne, et se poursuit encore aujourd'hui alors que le système alpin est toujours en convergence. La géométrie actuelle d'échelle crustale des zones internes se caractérise par la présence d'un coin de manteau en position superficielle sous le massif de Dora Maira. Ce morceau de manteau apulien, froid et rigide, a joué tout au long de la collision continentale, le rôle d'un indenteur produisant l'écaillage de la marge européenne sous les zones internes. Ce poinçon mantellique, est découpé en deux parties par l'intermédiaire d'un système de failles inverses verticalisées en surface. Le découpage de ce butoir est à l'origine du partitionnement de la déformation récente à actuelle des Alpes occidentales. L'extension syn-convergence dans la zone Piémontaise est la conséquence du poinçonnement vertical généré par le raccourcissement NW-SE enregistré à l'échelle des plaques.
This memoire presents a multidisciplinary approach (petrology, tectonics, fission-track geochronometry and geophysics) to the geodynamic evolution of the Piemontese zone of the Western Alps (Pelvoux-Dora Maira geotraverse of the GéoFrance 3D programme). This zone corresponds to the tectonic juxtaposition of two main domains : (i) the Queyras `Schistes lustrés' in which different metamorphic P-T paths, reflecting a progressive evolution under blueschist facies conditions, have been recognized -these rocks were buried at a depth of 20-35 km under paleogradients of 25-30°C/km, and (ii) the eclogitic units (Monviso and Dora Maira massifs), characterized by heterogeneous high-pressure conditions (numerous pressure gaps), and reflecting contrasted conditions of burial at a depth greater than 50 km under a very low thermal gradient of 4-6°C/km. These two domains are interpreted as the remnants of different structural levels of an intra-oceanic subduction zone. The Queyras `Schistes lustrés', with a large metasedimentary component and ocean-derived detritus, is regarded as a crustal accretionary wedge, whereas the eclogitic units correspond to a deep-seated wedge composed of serpentinized peridotite and crustal slices sampled at different depths along the Benioff zone. Exhumation of the blueschists and eclogites was diachronous and occurred through contrasted mechanisms while subduction was still active. The tectonic pile of the Piemontese zone was formed at 30 Ma and its exhumation achieved by a combination of erosion and extension. This syn-convergence extension occurred under greenschist facies conditions and corresponds to the westward tectonic denudation of the eclogitic massifs. In the Queyras `Schistes lustrés', the greenschist facies related structures were tilted toward the west during exhumation. Extensional tectonism in the Piemontese zone was synchronous with thrust development and shortening of the European foreland, and is still active today. The crustal-scale geometry of the internal zones is characterized by the presence of a mantle wedge. This rigid Apulian mantle back-stop was responsible for the stacking of deep crustal slices derived from the European margin. The mantle wedge is divided into two units by crustal-scale reverse faults and is the cause of the present-day strain partioning in the Western Alps. In this context, syn-convergence extension corresponds to the accommodation of the vertical indentation of the HP units in relation to the continuous NW-SE convergence.
