The underground of the Western Alps
Résumé
This study is an attempt at a multidisciplinary approach towards a better understanding of the deep structures of the Western Alps. Although mainly based on deep seismic reflection data, this study has accorded equal importance to data provided by other geophysical methods (refraction seismology, gravimetry, tomography, etc.) and by surface geology (tectonics, stratigraphy, metamorphism, geochronology, etc.). A vital lead in this study is geodynamics: any interpretation of the present deep structures of the Western Alps must find an explanation in a geodynamic evolutionary context compatible with geological surface observations and actualistic geodynamic models. Thus the approach used here was to start from the well known (i.e. surface geology) and to go progressively down to greater depths, first at a crustal- and then lithosphericscale. Detailed interpretation of seismic profiles in the InternaI Alps reveals the importance ofductile deformation and in particular the role of backfolding in the present configuration of the nappe system. The crustal and lithospheric-scale interpretation of five deep seismic profiles distributed through the Western Alps revealed striking similarities, such as the importance of the subduction of the European continental plate, reaching a depth of around 150 km below the Po plain. These interpretations also show some differences which appear progressively along the Alpine strike, such as the geometry and the composition of the Adriatic indenter. These differences can be coherently explained by a geodynamic evolutionary scenario which highlights the inheritance of structures due to the Tethyan rifting relative to the present deep structures resulting from the continental collision of the European and Adriatic plates.
La présente étude est une tentative d'approche multidisciplinaire visant à une meilleure compréhension des structures profondes des Alpes Occidentales. Elle est basée principalement sur des données de sismique-réflexion profonde, mais elle accorde une égale importance à des données provenant d'autres disciplines géophysiques (sismique réfraction, gravimétrie, tomographie, etc.) et géologiques (tectonique, stratigraphie, métamorphisme, géochronologie, etc.). Un des fils conducteur de ce travail est la géodynamique: toute interprétation des structures profondes actuelles des Alpes Occidentales doit pouvoir s'expliquer dans un contexte d'évolution géodynamique de cette chaîne de montagne compatible avec les observations de la géologie de surface et avec des modèles géodynamiques actualistes. A cet effet l'approche utilisée part du connu (la géologie de surface) pour descendre progressivement dans le monde moins connu des structures profondes à l'échelle crustale d'abord et lithosphérique ensuite. L'interprétation détaillée de profils sismiques dans le domaine interne des Alpes a permis de mettre en évidence l'importance des déformations ductiles et en particulier le rôle important des rétro-plissement dans la configuration actuelle du système de nappe. A l'échelle crustale et lithosphérique, l'interprétation de cinq traverses sismiques réparties dans les Alpes Occidentales a révélé de nombreuses similitudes, telles que l'importante subduction de la plaque continentale Européenne atteignant une profondeur de 150 km sous la plaine du PÔ. Ces interprétations ont aussi démontré des différences apparaissant progressivement le long de l'axe de la chaîne alpine, telles que la géométrie et la composition de l' indenteur Adriatique. Ces différences ont pu trouver une explication cohérente dans un scénario d'évolution géodynamique qui met en évidence l'héritage de structures liées à l'ouverture de l'océan Téthysien dans la formation des structures résultant de la collision continentale des plaques Européenne et Adriatique
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