Tectono-metamorphic Evolution of the Briançonnaise Zone (Vanoise Sud and Ambin massifs, Western Alps) : behavior of a basement and its cover in a deep continental subduction zone - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Tectono-metamorphic Evolution of the Briançonnaise Zone (Vanoise Sud and Ambin massifs, Western Alps) : behavior of a basement and its cover in a deep continental subduction zone

Evolution tectono-métamorphique du Briançonnais interne (Alpes Occidentales, massifs de Vanoise Sud et d'Ambin) : comportement du socle et de sa couverture dans un contexte de subduction continentale profonde

William Gerber
  • Function : Author
  • PersonId : 855768

Abstract

The aim of this study is to characterize the main steps of high-pressure (HP) units, metamorphosed in a deep continental subduction context, during the subduction of European plate below Apulian plate. Selected targets are Vanoise Sud and Ambin massifs (Internal Briançonnais domain), where exposed basement and cover units underwent a HP event.

Field work led to a detailed map of structural patterns (schistosities, lineations, folds, shear bands), and allow us to understand the timing of deformations. Microstructures and petrological studies, suggest that a typical mineralogical assemblage developped during D1 and D2 deformation stages. Pressure and temperature estimates, linked with the first Ar-Ar in situ dating on phengites from these two massifs, led us to a synthetic P-T-t-deformation diagram where exhumation steps of basement and cover units are plotted.

- A first alpine stage (D1) occured in the blueschist facies around 50 My, and is related to the beginning of exhumation of subducted units. In the Vanoise Sud massif, we show a strong metamorphic contrast between basement (17kbar-480°C) and cover units (11kbar-300°C). This data is consistent with an early uncoupling, associated with the burial and related to a NW-verging shear in the blueschist facies.

- The D2 stage begins at 43 My in the lower blueschist facies, down to the greenschist facies. The main East-verging shear event (C2) starts at 37 My and reaches its paroxysm at 34 My. D2 is related to a heating event in the whole stack of units (+100°C), which leads to the thermal peak (530°C-7kbar in the basement and 350°C–6kbar in the cover).

- In the Vanoise Sud massif, basement and cover units have been set in contact around 30 My, thanks to East-verging shears (3-4kbar-350°C). The youngest limit for the latest ductile events is consequently shifted around 28 My (3kbar-300°C).

- The late exhumation of the units occured in the brittle domain, through 3 stages :

(i) between 28 and 20 My : high speeds, up to 1.5km/My.
(ii) between 20 and 5 My : units remain stable at 3km deep (period of thermal stability, cooling rate = 1°C/My).
(iii) since 5 My, increase of exhumation rate (0.6 km/My)
L'objectif de cette thèse est de caractériser les principales étapes de l'exhumation d'unités métamorphisées à haute pression, dans un contexte de subduction continentale profonde de la plaque européenne plongeant sous la plaque apulienne. Les cibles choisies sont les massifs de Vanoise Sud et d'Ambin (Zone Briançonnaise Interne des Alpes Occidentales). Ils renferment des unités de socle et de couverture, ayant toutes été métamorphisées à haute pression.

Notre travail de terrain permet de cartographier en détail les macrostructures (schistosités, linéations, plis, bandes de cisaillement), et de proposer un calendrier des déformations. L'étude des microstructures, associée à l'analyse pétrologique des phases minérales, nous permet de définir les assemblages minéralogiques développés à chaque étape de déformation (D1, D2). Les estimations thermo-barométriques, couplées aux datations Ar-Ar in situ sur phengite (inédite dans les deux massifs), nous permettent de reconstituer dans un espace Pression-Température-temps-déformation, les principales étapes de l'exhumation des unités de socle et de couverture :

- Une première phase alpine (D1) se développe dans le faciès des Schistes Bleus vers 50 Ma, et correspond au début de l'exhumation des unités subductées. Dans le massif de Vanoise Sud, nous montrons un fort contraste métamorphique entre les unités de socle (17kbar-480°C) et de couverture (11kbar–300°C). Nous l'interprétons comme la conséquence d'un découplage précoce au cours de l'enfouissement, en relation avec les cisaillements syn-Schistes Bleus à vergence NW.

- L'événement D2 débute à 43 Ma dans le faciès des Schistes Bleus de bas grade, et se poursuit dans le faciès des Schistes Verts. L'événement cisaillant majeur à vergence est (C2) débute à 37 Ma et atteint son paroxysme à 34 Ma. D2 est associé à un réchauffement généralisé dans l'ensemble de la pile structurale (+100°C), qui permet d'atteindre le pic thermique (530°C-7kbar dans le socle, et 350°C–6kbar dans la couverture).

- En Vanoise Sud, les unités de socle et de couverture sont juxtaposées autour de 30 Ma, à la faveur des cisaillements vers l'Est (3-4kbar-350°C). Nous repoussons la limite des dernières déformations ductiles à 28 Ma (3kbar-300°C).

- L'exhumation tardive des unités se produit dans le domaine cassant, en trois étapes :
(i) entre 28 et 20 Ma : vitesses élevées atteignant 1.5 km/Ma.
(ii) entre 20 et 5 Ma : les unités stationnent à 3km de profondeur (période de stabilité thermique, vitesse de refroidissement = 1°C/Ma).
(iii) depuis 5Ma, nouvelle accélération de l'exhumation (0.6 km/Ma).
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tel-00340057 , version 1 (19-11-2008)

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  • HAL Id : tel-00340057 , version 1

Cite

William Gerber. Evolution tectono-métamorphique du Briançonnais interne (Alpes Occidentales, massifs de Vanoise Sud et d'Ambin) : comportement du socle et de sa couverture dans un contexte de subduction continentale profonde. Tectonique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00340057⟩
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