Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Schistes lustrés – France – Alpes (France)“

AbstractThis contribution analyses the structural architecture and tectono-metamorphic evolution of Briançonnais units in the southern French-Italian Western Alps. The studied area extends from a virtually non-metamorphic area adjacent to the Helvetic-Dauphinois External Domain in the west to the Monviso-Queyras ocean-derived units in the east, where metamorphism increases up to eclogite-facies. Mapping at the scale 1:10.000 of a mountainous part of the Ubaye-Maira transect was performed, which portrays in detail the Briançonnais units over ~ 100 km2. The lithologies include meta-andesite, meta-siliciclastics, marbles, turbiditic calcschists and flysch whose age spans from Late Carboniferous to Eocene. Metamorphism is low-grade greenschist-facies in the west but reaches the blueschist-facies to the east. Structures related to four phases of deformation are identified. The first two generations of structures (D1–D2), related to the original top-to-the-west nappe stacking, are associated with conditions close to the peak of Alpine metamorphism. Previous tectonic surfaces are transposed by the dominant deformation structures (D3), developed under retrograde/decompression conditions. This D3 corresponds to a backfolding and back-thrusting event with a top-to-the-E transport. A fourth phase (D4) developed during late low-grade metamorphic conditions and deforms the previous surfaces by locally developing a crenulation cleavage, followed by brittle tectonics. An updated metamorphic map is presented, backed on published estimates and new thermometric data obtained by Raman Spectroscopy of Carbonaceous Material (RSCM). The TRSCM values range from ~ 295 °C to > 350 °C, moving from the most external Briançonnais unit to the internal Queyras “Schistes Lustrés” units. Suspected Upper Cretaceous palaeofaults have been documented, allowing us to group the classic Aiguille de Mary and Ceillac (sub-) units into a single tectonic unit, here referred to as Maurin unit. The palaeogeographical reconstruction of the evolution of the studied transect highlights the importance of the Marinet and Maurin axial units in the feeding of the Late Cretaceous-Eocene breccias deposited on the more internal Acceglio-type units.

L'analyse cartographique, lithostratigraphique et structurale des "Schistes lustrés" de Haute Ubaye permet de caractériser deux ensembles d'évènements tectoniques. Tectonique océanique mésozoïque : a) La description et l'interprétation d'une quinzaine de coupes dans les unités ligures permettent de déterminer : - les modalités de mise en place et de structuration de la lithosphère océanique de la Téthys ligure. Le socle océanique était découpé en une mosaique de blocs mobiles, par des failles localement injectées de serpentinite. - les conditions de sédimentation dans le domaine ligure, au Jurassique et au Crétacé. Après la sédimentation de radiolarites à l'Oxfordien-Kimméridglen et le dépôt ubiquiste de calcaires au Malm, les alternances pélagiques du Crétacé sont fréquemment remaniées bu intercalées de niveaux détritiques. Les masses de calcschistes jusqu'alors indéterminés sont attribués à différents termes de la succession ligure. b) Une chronologie des évènemènts tectoniques et sédimentaires qu'a subi le domaine ligure est proposée. c) L'analyse Iithostratigraphique de l'unité de la Cula, attribuée aux "Ecailles intermédiaires", montre que la Formation bréchique du Longet présente un détritisme mixte océanique et continental. On suppose que la série de la Cula s'est déposée sur une croûte ultramafique apparue entre le domaine briançonnais et le domaine piémontais, au Jurassique moyen·supérieur. Tectonique alpine cénozoïque : L'analyse structurale fait apparaître quatre phases de déformation synschisteuse. Trois générations superposées de plis principaux sont reconnues à toutes les échelles. L'importance des structures transverses à la chaîne est soulignée. Un schéma structural est établi et une reconstitution tectogénétique est proposée pour les Schistes lustrés de Haute Ubaye. En conclusion, les résultats obtenus sont replacés dans le schéma classique de l'évolution géodynamique du domaine téthysien, au cours du "Cycle Alpin". Des interférences entre paléostructures océaniques et structures alpines sont mises en évidence.

La circulation des fluides issus des réactions de déshydratation a des conséquences majeures sur les propriétés rhéologiques dans les métasédiments présents en zone de subduction. Les méthodes géophysiques y suggèrent la présence de fortes concentrations de fluides entre 30 et 40 km sous la surface. C’est également dans cette gamme de profondeur que de nouveaux types de séismes ont été décrits au début des années 2000 : les séismes lents, pour lesquels il est admis que les fluides jouent un rôle important mais dont le déclenchement, les mécanismes de déformations associés, de même que la source des fluides, leur origine, leur volume et l’échelle et le mode de leur circulation demeurent débattus. Pour améliorer les bilans de production de fluides dans ces gammes de pression – température (de 150 à 350°C, de 0.3 à 1.2 GPa) et affiner la compréhension de la migration des fluides dans ces roches, nous avons recours à un analogue de terrain: le complexe des Schistes Lustrés alpins. La présence ubiquiste de lawsonite dans ces métasédiments, dans la matrice et dans différentes générations de veines, y témoigne d’intenses interactions fluides-roches. La lawsonite est d'autant plus importante que ce minéral hydraté (~12 % poids de H2O; de formule théorique CaAl2Si2O7(OH)4.H2O) est aussi connu pour jouer un rôle important dans le recyclage des fluides en contexte de subduction, jusqu’aux conditions de ultra-haute pression (>300 km). Dans un premier temps, cette thèse vise à mieux contraindre les réactions de formation de la lawsonite afin de clarifier les échanges de matières effectifs en profondeur. Puis, une étude géochimique fine des éléments traces réalisée sur les différents types de lawsonite rencontrés sur le terrain permet de mettre en évidence deux comportements très différents en terme d’interactions fluides-roches. Les observations faites dans cette étude mettent en évidence une ouverture progressive du système, en terme de circulation de fluides. Les échelles sur lesquelles sont remobilisés les fluides sont encore incertaines et l'étude en cours sur les rapports isotopiques du strontium apportera des éléments de réponses pour mieux contraindre la migration de ces fluides
In subduction zones, the migration of fluids derived from the dehydration of metasediments has important consequences on the mechanic properties of rocks, hence on seismicity. Geophysical imaging of the velocity of pressure and shear waves shows that fluids are present in large quantities and migrating in the 30-40 km depth range. This range corresponds to the depth at which slow slip events are supposed to take place, and it is currently assumed that fluids play a large part in the onset of these slow slip events. Deformation mechanisms accompanying slow slip events are still debated, as well as the exact role of fluids, which remain enigmatic in their source, origin, volumetric importance together with the scale and the mode of their migration. To better understand how such fluids migrate in subducted metasediments and refine the budget of fluids in this context (from ~150°C-0.3 GPa to 350°C-1.2 GPa), we have studied subunits of the Schistes Lustrés Complex of the Western Alps. Lawsonite (ideally CaAl2Si2O7(OH)4.H2O) is ubiquitous in these rocks, in the schistose matrix as well as in metamorphic veins, attesting to fluid-rock interactions at depth. Lawsonite, a highly hydrated mineral (~12wt.% H2O) is of particular interest as it is known to play a key role in recycling fluids to mantle depths for it is stable up tu ultra-high pressures. This study aims first at defining which reactions allowed lawsonite crystallization to shed light on element transfer at depth. The petrologic study allowed distinguishing several types of lawsonite based on textural, micro-structural and morphologic criteria. Then, a detailed geochemical study of the lawsonite types has been carried out in this study. Results highlight the differences in fluid-rock interactions and their time evolution. The earliest, most abundant lawsonite type shows closed-system crystallization with small equilibrium length-scales (micro- to millimetres) whereas later lawsonite types indicate system opening with increased fluid mobility and element transfer via advection. Observations concur to showing progressive system opening in the Schistes Lustrés via increased fluid mobility. Scales of fluid mobilization remain uncertain and analysis of strontium isotopic ratios will help further constraining the source of fluids and their interactions with the host rock

Cette étude structurale est fondée sur la cartographie au 1/10 000 du massif du Ruitor qui constitute le socle de la zone houillère briançonnaise (Alpes franco-Italiennes). Ce socle est constitué par une série gréso-pélitique à tendance grauwackeuse très proche de celle du Grand-Saint-Bernard, de Vanoise méridionale et d' Ambin. Dans ces métasédiments, sont tnterstratifiés ou injectés suivant les cas un complexe de roches vertes rubanées de nature tholéitique, une population d'orthogneiss oeillés d'origine anatectique et de rares niveaux kératophyriques. L'ensemble de ces roches a subi avant le carbonifère supérieur (« Houil[er ») une déformatlon et un métamorphisme de faciès amphibolitique puis schiste vert HT ou amphibolite BT bien que la paragenèse des roches acides, stable dans ces faciès, puisse être magmatique. Au Carbonifère supérieur, le Ruitor était sans doute très proche de la bordure orientale du bassin Houiller et soumis à une tectonique distensive qui a permis l'intrusion de filons ovarditiques stéphano-permiens. Pendant l'orogenèse alpine, outre le charriage des Sçhistes lustrés directement sur le socle, la tectonique se décompose en 5 phases majeures qui sont: D1, le pincement des Schistes lustrés, D2,D3 et D4. - D1 s'est déroulée sous des conditions de hautes pressions et a développé une forte structure linéo-planaire F1/L1 à glaucophane-clinozoïte jusqu'ici, uniquement repérable dans le socle. F1 est postérieur à une première génération de glaucophane. L1 est orienté NW-SE. L'âge de D1 par rapport au charriage et au pincement des Schistes lustrés demeure inconnu. Il pourrait être Crétacé sup. ou Eocène. - Le pincement des Schistes lustrés (synclinal d'Avise) entre deux blocs de socle résulte d'un rêtrochevauchement précoce (anté-mésoalpin) montrant un rejet minimum de 8 km. La pincée de Schistes lustrés a une forme en biseau ouvert vers l'Est dont l'axe de fermeture était initialement orienté N-S. Les pincées de Schistes lustrés du Val de Rhèmes et du Valsavaranche pourraient bien avoir une origine analogue. - La déformatlon plicative et cisalliante D2 a affecté l'ensemble des unités du Ruitor (y compris la pincée de Schistes lustrés) et a transposé tous les contacts et foliations antérieures. Le plissement P2, d'échelle plurihectométrique d'axe NNE-SSW et de vergence WNW a développé une structure linéo-planaire très pénétrative F2/L2 (L2 = WNW) qui constitue le débit principal de la roche. D2 s'est déroulée dans un faciès schiste vert, probablement mésoalpin (Eocène-Oligocène). Il est possible que D1 et D2 ne forment qu'une seule et même phase progressive sous des pressions sans cesse décroissantes. - Le plissement P3 ayant pour plan axial une crénulatlon S3, s'inscrit dans la structure d'un grand pli régional. Le Ruitor en forme le flanc supérieur et l'amorce de la charnière. L'axe général de P3 est NE-SW et la vergençe NW, mais certains plis mineurs P3 montrent dans l'Est du massif une orientation WNW. P3 est antérieur aux dernières cristallisations d'albite et serait par conséquent tardi-mésoalpin (Oilgocène inf.), Des structures d'extension (ECC) tardi-D3 indiquent un déplacement de matière vers le WNW et pourrait être associé à un dernier chevauchement majeur repéré dans le Houiller du col du Petit Saint Bernard. Le plissement P4, très tardif, ne forme qu'une vaste ondulation d'axe ESE-WNW à plan axial subvertical. Dans un dernier chapitre, on considère l'hypothèse ou, malgré les apparences, P3 constituerait le flanc Inverse d'un vaste pli de rétrocharriage. L'orientation initiale des structures antérieures serait alors : P2: ENE-WSW et vergence NNW et l'axe de fermeture des Schistes lustrés E-W ; la pincée serait ouverte vers le Nord, ce qui éliminerait l'hypothèse développée dans ce travail, du rétrochevauchement précoce (anté-D2).

Cette étude lithostratigraphique, géochimique,et structurale est basée sur la cartographie à 1/10 000 des unités briançonnaises de la limite Vanoise septentrionale et méridionale, et des nappes de la Grande Motte, des gypses et des Schistes Lustrés, entre Pralognan-la-Vanoise et Tignes. LITHOSTRATIGRAPHIE - Les unités de Vanoise septentrionale contiennent selon les cas 1) des séries exclusivement triasiques. carbonatées, adhérentes ou non sur leur substratum; 2) des séries pour l'essentiel triasiques et carbonatées, avec des termes post-triasiques très réduits; 3) des séries carbonatées complètes ou réduites allant des cargneules du Werfénien supérieur aux schistes de Pralognan éocènes ; 4) des séries de type Acceglio MaIm transgressif sur Werfénien). - Les unités de Vanoise méridionale renferment : 1) des séries carbonatées, complètes ou réduites 2) des séries de type Acceglio. En Vanoise méridionale et Vanoise septentrionale, une sédimentation de plateforme carbonatée s'installe, lors du Trias moyen, sur la pénéplaine épivarisque. Ces dépôts sont interrompus par une tectonique cassante distensive soit au Carnien inférieur, soit au Lias-Dogger inférieur. L'érosion plus ou moins importante des panneaux basculés précède la transgression généralisée du Jurassique moyen à supérieur, et la subsidence conduit à des faciès pélagiques à la fin du Malm. Après lacune du Crétacé inférieur, la sédimentation pélagique. condensée et lacuneuse, donne des dépôts actuellement représentés par les marbres chloriteux. entrecoupés de hardground (encroutement). A l'Eocène moyen - supérieur, des apports détritiques notables (ce sont les schistes calcaro-qréseux de Pralognan) clôturent les dépôts sédimentaires en Vanoise. - La nappe de la Grande Motte (des dolomies noriennes aux schistes éocènes) se caractérise par la présence d'un Rhétien - Hettangien d'affinité prépiémontaise s'amincissant d'Est en Ouest, et par celle d'un Lias moyen à supérieur dit prépiémontais , constitué de calcschistes à zones siliceuses. - Surmontant une semelle riche en gypses et cargneules (nappe des Gypses) , la nappe des Schistes Lustrés débute par des métabasites jurassiques s.l. et peut monter dans le Crétacé moyen-supérieur ? TECTONIQUE - L'édifice structural est très complexe, avec une tectonique polyphasée et polymétamorphique. On peut schématiquement distinguer quatre événements tectoniques : pré D1 : déplacements majeurs des nappes au N, ou NW, avec écaillages localisés D1 : grands plis couchés transverses, synmétamorphiques, d'axes E-W qui localement seraient à vergence sud sur la limite Vanoise septentrionale - méridionale ; D2 : plis méridiens synmétamorphiques, déversés généralement à l'Est (et rarement A l'Ouest), marquant la phase de rétrocharriage. Le métamorphisme est plus faible et se marque par une rétromorphose D3 : plis NE-SW synschisteux déversés au SE ou au SSE. Des bombements tardifs dus à la remontée du socle, et des fractura tians achèvent l'édifice. En conclusion, une reconstitution paléogéographique est proposée et l'on tente d'en montrer l'évolution par étapes du Trias à l'Eocène.

Les unites tectoniques a materiel sedimentaire exempt de metamorphisme alpin de la corse du nord sont considerees, soit d'origine interne par rapport au domaine ophiolitique ligure, soit d'origine interne. Les leves cartographiques ont permis de mettre en evidence differentes sous-unites dont le materiel est issu d'autant de zones paleogeographiques distinctes. Les donnees structurales permettent de distinguer trois phases de deformation: ante-eocene distensive, eocene ou oligocene cisaillante, post-nappes

L'edifice alpin de corse represente une zone d'affrontement entre deux domaines, l'un oceanique (tethys ligure) et l'autre continental (bloc europeen). Il est constitue par l'empilement de plusieurs unites a materiel oceanique, continental et mixte a evolutions metamorphiques contrastees. On distingue: 1) des unites oceaniques inferieures, d'affinite ligure interne, metamorphisees dans les conditions du facies des schistes bleus a lawsonite (8/10 kb, 325/375c); 2) une unite intermediaire ou sont associes des restes de croute continentale et de croute oceanique; elle est caracterisee par la presence d'eclogites; 3) une seconde unite mixte (orthogneiss et sediments d'affinite oceanique) qui peut representer les reliques d'une croute continentale amincie et affaissee en milieu pelagique. Elle est surmontee par une nouvelle unite oceanique. Ces deux unites n'ont subi qu'un metamorphisme a glaucophane-lawsonite; 4) plus haut dans l'edifice, une unite a materiel igne identique a celui des plutons tardi-varisques de la corse autochtone, coiffee d'une couverture allochtone, est affectee par un metamorphisme schiste bleu de plus bas degre (6/8 kb, 250/350c); 5) les formations oceaniques superieures ne sont affectees que par un faible metamorphisme schiste vert. Les formations de l'unite intermediaire ont subi une deformation non coaxiale syn- a post-eclogitique. Les criteres associes a cette deformation sont a vergence nne dans les formations oceaniques et a vergence ssw dans les formations continentales. Pour finir, nous presentons un scenario geodynamique californien privilegiant le fonctionnement d'une subduction a caractere decrochant du domaine tethysien sous le bloc continental corse

L'etude stratigraphique et structurale a permis de distinguer 5 unites superposees depuis le socle jusqu'a la nappe des schistes lustres et 3 phases de deformations synschisteuses suivies d'une phase de bombement et de fracturation du massif

Les matériaux des zones de sutures et des nappes ophiolitiques représentent les témoins essentiels des différents stades d'évolution des anciennes aires océaniques et de leurs marges. Cette étude présente l'analyse lithostratigraphique et structurale des divers constituants de la suture téthysienne d'une partie des Alpes franco-italiennes nord-occidentales. Il s'agit plus précisément de l'étude du complexe des Schistes lustrés le long de la chaîne frontière franco-italienne dans la région du Mont Cenis (régions de Suse, Italie et de Lanslebourg, France). Une partie du massif péridotitique de Lanzo (Nord de Turin), dans ses limites avec le massif de Sesia notamment, la klippe des Schistes lustrés du Mont Jovet (région de Moûtiers, France) ainsi que la zone valaisanne à la latitude de Bourg Saint Maurice ont aussi été analysées. Ce travail, essentiellement qualitatif, tient compte des données pétrologiques, métamorphiques et radiochronologiques connues. Les Schistes lustrés appartiennent à trois ensembles distincts d'unités lithostructurales. Les deux ensembles inférieurs, issus de la paléomarge européenne pour le plus bas et du paléodomaine océanique pour l'autre, comportent des calcschistes et des marbres caractérisés par un détritisme syn-orogénique d'origine mixte, océanique et continentale. L'importance de ce détritisme, en volume et en taille des éléments remaniés, ophiolitique ou non, décroît notamment des unités océaniques les plus basses vers les unités hautes. Bien qu'encore sujettes à discussion, les datations des vestiges fossiles ainsi que les intervalles radio chronologiques des métamorphismes convergent tous vers une seule conclusion: ces schistes lustrés appartiennent au Crétacé supérieur. Nous avons donc affaire à des flyschs néocrétacés. L'unité la mieux connue de l'ensemble supérieur, non reconnue sur notre secteur d'étude, est constituée exclusivement de métasédiments terrigènes dépourvus de clastes ophiolitiques, datés du Crétacé terminal [Deville, 1986]. Ces dépôts du Crétacé supérieur sont interprétés comme les conséquences sédimentaires de deux épisodes essentiels de la fermeture de l'océan téthysien, à partir du Crétacé moyen et durant le Crétacé supérieur. Les Schistes lustrés de la région de Lanzo et le massif péridotitique de Lanzo d'une part, les Schistes lustrés de la Klippe du Jovet d'autre part, s'intègrent sans difficulté dans le schéma précédent. Les premiers s'apparentent à ceux des unités océaniques les plus basses structuralement, les seconds à ceux des unités océaniques les plus hautes. Un modèle lithosphérique du massif de Lanzo est par ailleurs proposé, dans lequel ce massif n'est plus en relation avec le manteau apulien, comme cela était présenté jusqu'à maintenant. La zone valaisanne en France, dans la région de Bourg-Saint-Maurice est en dernier lieu réexaminée. Le Flysch valaisan repose stratigraphiquement sur les Roches vertes du Versoyen. Les microfaunes découvertes, qui complètent celles connues, imposent d'attribuer à ce Flysch un âge post-barrêmo-aptien. En outre, les Roches vertes sont considérées comme issues d'un domaine cratonique aminci et partiellement océanisé, localisé sur la bordure occidentale du domaine briançonnais. Si ce complexe essentiellement volcanogènique se met en place pendant le Crétacé, si l'âge du métamorphisme qui l'affecte, calé vers 60-70 Ma, est confirmé et si le Flysch a connu au même moment ces mêmes conditions métamorphiques, alors ce dernier est post BarrêmoAptien et aussi anté-Tertiaire, c'est-à-dire en définitive Crétacé supérieur. En conclusion, un modèle d'évolution de la suture téthysienne est proposé, tenant compte des données de la transversale étudiée.

Ce travail intéresse la zone des Brèches de Tarentaise, ainsi que la klippe des Schistes lustrés du Mont Jovet, dans la région de Moûtiers (Alpes occidentales françaises du Nord). Il repose sur l'utilisation simultanée de trois méthodes d'étude: l'analyse géométrique des structures,l'analyse quantitative de la déformation et la modélisation expérimentale. 1- analyse géométrique des structures A l'échelle de la carte géologique à 1/25.000, on montre que: - d'une part la"zone des Brèches de Tarentaise", dans la région de Moûtiers, appartient à un couloir de fracturation, tardif par rapport aux structures plicatives générales polyphasées. Ainsi le découpage paléogéographique ne peut en aucun cas être superposable au compartimentage tectonique actuel ; - d'autre part, la klippe des schistes lustrés du Mont Jovet, ainsi que son coussinet gypseux de base, sont conservés à I'intérieur d'une zone effondrée, orientée sensiblement N-NE - S-SW et faite de plusieurs blocs juxtaposés. A l'échelle des méso et des micro-structures: - l'analyse des stries (par la méthode des dièdres droits) essentiellement développées sur les failles des niveaux gréseux du Carbonifère de la zone houillère briançonnaise, autochtone relatif de la klippe du Jovet, révèle des diagrammes en raccourcissement par décrochement. La direction de contraction s'avère sub-horizontale et proche de N 120° Est. On notera que le sens de mouvement des failles de la région de Moûtiers est compatible avec cette direction ; - l'analyse des figures d'interférence de plis, dans les deux régions, met en évidence trois phases de plissements synschisteux et le caractère progressif de la déformation en regime de cisaillement, de la phase (2) à la phase (3). Des plis en fourreau peuvent s'individualiser au çours de la phase (2). 2 - L'analyse quantitative de la déformation. Dans le flysch de la zone des Brèches de Tarentaise de la region de Moûtiers, l'étude de la croissance des fibres développées dans les fractures d'extension pendant ou juste après la déformation synschisteuse (2 et 3), indique un taux d'extension variant entre 40 et 45% selon la direction N 30°. Dans les schistes verts et violets du Permien de la même zone, l'ellipsoïde de déformation correspondant à la phase (2), est allongé en forme de cigare selon la direction XZ, parallèlement aux axes de plis P2, et la déformation est de type constrictif. Par la méthode de Fry on obtient les rapports suivants, pour cet éllipsolde : X/Z = 9,8 et Y/Z = 1,5. 3°/ La modélisation analogigue. Les essais réalisés en régime de cisaillement simple global, et en regime de cisaillement pur, confirment les processus de la déformation progressive et la formation des plis actifs.