Cinématique et rotation des Alpes Occidentales. Approche paléomagnétique et modélisation analogique
Résumé
In the western Alps, most kinematic models have considered that, since the late Cretaceous, the convergence between the Adriatic and European plates has been dominantly accomodated by both thickening and horizontal translation of tectonic units. Some models have also inferred large rotation about vertical axis but no data are presently available to support this mechanism. In order to test this hypothesis, we have conducted a paleomagnetic study on the Briançonnais zone of the Western Alpine Arc. This zone features complexe folding structures associated with high pressure-low temperature metamorphism (about 300°), leading at least to a partial remagnetization of remanent magnetization (NRM) during late Eocene-Oligocene period. This remagnetization therefore allows to accede to the post-metamorphic history of the internal units of the Alpine Chain. About 350 samples on 37 sites were sampled in upper Jurassic rocks (Ammonitico Rosso facies) of the southwestern Alpine Arc, in an area extending from the Grand Galibier massif of the North, to the Ligurian Alps to the South East. A stable component with unblocking temperatures between 200°C and 450°C, is well defined at all the sites and always shows a reverse politary. Its declination is strongly deviated relative to stable Europe in a range from 47° to the North to 117° to the South East. We interpret these deviations as counterlockwise rotations of the Penninic Alps relative to stable Europe. This paleomanétic study has been completed with analogical modelisation experiments. The purpose of modelisation was to quantify influence of the Apulian plate rotation on the Alpine Arc formation. Crustal models using sand show that rotation could be a major boundary condition for the late Alpine Arc evolution. Both paleomagnetic and analogical studies allow to propose a global kinematical model for the Western Alps. This model could explain actual deformation like active sismicity whereas GPS measurements do not indicate significant convergence movements between Lyon and Torino.
Dans les Alpes Occidentales, la plupart des modèles cinématiques considèrent que depuis la fin du Crétacé, la convergence entre les plaques Adriatique et Européenne a été accomodée par des translations le long de décrochements et de l'épaississement crustal. Les rotations, difficiles à détecter, ont souvent été négligées. Cependant certains modèles les considèrent comme un mécanisme majeur de déformation au cours de l'édification de la chaîne alpine. Afin de tester ces modèles, nous avons mené une étude paléomagnétique sur l'ensemble de la zone briançonnaise de l'Arc Alpin Occidental. Le métamorphisme subi par cette zone durant la fin de l'Eocène et le début de l'Oligocène est responsable d'une réaimantation de l'aimantation rémanente naturelle (ARN). L'analyse de cette aimantation permet donc d'accéder à l'histoire post-métamorphique des zones internes. Près de 350 échantillons, répartis sur 37 sites échelonnés entre le massif du Grand Galibier au Nord et les Alpes Ligure au Sud Est, sont porteurs d'une composante d'aimantation caractéristique stable isolée entre 200° et 450°. Cette composante présente systématiquement une polarité inverse fortement déviée par rapport à la direction Oligocène pour l'Europe stable. Ces déviations augmentent de 47° à 117° du Nord au Sud. Nous les interprétons comme le résultat d'une rotation antihoraire des domaines internes par rapport à l'Europe stable. Cette étude paléomagnétique a été doublée d'une approche plus mécanique basée sur des expériences analogiques simples pour étudier l'influence potentielle de la rotation de la plaque Apulienne sur la mise en place de l'Arc Alpin Occidental. Les structures générées par une plaque tournante basale sous une épaisseur de sable donnée, suggèrent que la rotation antihoraire pourrait être une des conditions aux limites majeure contrôlant l'évolution tardive de l'arc. La complémentarité des deux études permet de proposer un modèle cinématique global pour la mise en place tardive (post-Oligocène) de l'arc Alpin Occidental et apporte des éléments de réponse aux apparentes contradictions qui règnent entre contrainte et déformations actuelles. Les rotations permettraient d'expliquer en particulier pourquoi la chaîne Alpine est toujours active sismiquement alors que les données GPS n'indiquent pas de convergence significative entre Lyon et Turin.
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