La zone des brèches de Tarentaise entre Bourg-Saint-Maurice (vallée de l'Isère) et la frontière italo-suisse - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1971

La zone des brèches de Tarentaise entre Bourg-Saint-Maurice (vallée de l'Isère) et la frontière italo-suisse


The area studied runs from the Isère valley (Tarentaise) at the city of Bourg-Saint-Maurice, in France, to the italo-swiss border, between the eastern sedimentary coyer of the outer crystalline massifs and the front of the "Briançonnais zone". Its mainly corresponds to the "Brèches de Tarentaise" facies belt, once defined by R. BARBIER, South of the Isère valley. I. - STRATIGRAPHIC AND PALEOGEOGRAPHIC OUTLINE The Brèches de Tarentaise facies belt is an intermediate paleogeographic realm, between the delphino-helvetic (autochtonous or parautochtonous) realm and the Subbriançonnais ~) realm. According to the classical view, it has been stratigraphically characterized by two separate groups of rocks each of which corresponds to a quite different phase in the evolution of the sedimentary basin. The substratum includes aIl the formations from the crystalline basement up to the Lias. It generally exhibits a shallow water facies, with numerous gaps. The "série détritique" (detrital formation) or "Flysch de Tarentaise", is much thicker. Certain part of it only exhibits a flysch facies. It results from the early movements of the alpine orogeny. 1. - The substratum As the outcrops are rather widely scattered, the area studied does not lend itself to a detailed survey of lts various formations. Yet, some details are given on out the Permian which is chiefly represented here by facies close to the Briançonnais verrucano, instead of the violet shales (Schistes de la Bagnaz) which were regarded up to now as a typical fracture of the zone. The Pointe Rousse "gneisses" (vallon du Breuil. Italy) are seen as resulting from an acidic late hercynian volcanism or (of permotriassic age). Comparison with the Briançonnais formations of the Vanoise, permitted a more detailed study of the Triassic formations. The occurence of breccias, which can be attribuated to the Upper Triassic i8 worth mentionning. There is no new truly significant datas on the stratigraphy of the Liassic formations. No evidence of the former existence of the Dogger or of the Malm has been found (a gap is likely, but no proved beyond aIl doubt). 2. - the Anteflysch group : The above-mentionned classical stratigraphic picture of the Brèches de Tarentaise facies belt must be somewhat changed, as a newly defined formation: the anteflysch group is to be inserted between the substratum and the detrital formation. This new formation chiefly consists of black shales, of calcschists, and of thin layers of microbreccias. On the Eastern margin of the zone (Versoyen formation) it includes abundant submarine volcanic outflows. One of the more important features of the present study is the proof which is given of a former connection between the Versoyen formation and the detrital formation. The age of the anteflysch group is not known with much accuracy ; it probably ranges somwhere between the Lower cretaceous and the Midcretaceous. 3. - The Tarentaise detrital formation The three lithological subdivisions established as early as 1929 by H. SCHOELLER, 1929, have been kept unchanged. From top to bottom, on can observe: the flysch (Saint-Christophe beds) the black shales carrying green quartzites (Marmontains beds) the basal beds. A sedimentological investigation of the above mentionned layers has allowed, an approximative reconstitution of the evolution of the Sedimentary basin to be made: a) The basal layers are characterized by a graduaI change in the facies from the polygenic conglomerates in the SW to microbreccia limestones and thin bedded limestones to the NE. In the area studied the main source of detritus is located to the South West (Hautecour cordillera). The type of deposition (probably of shallow water origin) is very close by its sedimentological features to a molasse. b) The green quartzites-bearing black shales.:This is a very typical, usually rather thin, layer. From a sedimentological point of view, its features are variable, comprised between those of a flysch ant those of a molasse. Here, the main sources of detritus seem to be located to the North East. c) The flysch. Its thickness is less than was believed up to now (from 600 to 700 m). It chiefly consists of limestone layers interbedded with black or grey shales. In sorne parts of the basin, alld in the upper part now visible, there is a large increase in this formation of stratas thickness (trending towards a molassic facies ?). d) Age of the detrital formation. Rare discoveries of microfaunas in the anteflysch group and in the basal layer, give an Upper cretaceous age (probably Maestrichtian) for most of the detrital layer. At the moment there is no evidence that Tertiary sediments may be present in it. II. - STRUCTURAL INVESTIGATIONS The structural investigation bears upon three important points. First it provided the geometrical arguments for proving that the Versoyen formation was initially bound to the Tarentaise detrital formation of which it represents the basement. Then the structural investigation permitted a more accurate definition of the paleogeographical location of the Petit-Saint -Bernard tectonic unit. The latter, being squeezed between the Roignais -Versoyen and the Salin tectonic units, belongs to the Brèches de Tarentaise facies belt (up to now, some authors still believed that Petit Saint Bernard unit originated from the Piemont "Schistes lustrés" facies belt). Finally the structural study allowed to reinvestigate the mechanism of the "nappe structure" setting (by mean of a study of the internaI geometry of each tectonic unit). It is now necessary to restrict the extension of the Moutiers tectonic unit, North of Isère valley by defining a new unit, the Roignais Versoyen tectonic unit. Finally, going from the outer to the inner parts of the range, the sequence of the different tectonic units constituting the Brèches de Tarentaise facies belt seems to be as follows : Moûtiers t. u - Roignais Versoyen t. u - Petit Saint-Bernard t. u - (Pierre Avoi t. u) - Salins and "des Cols"t. u. For the time being, the Ferret Tectonic unit is linked with a transition zone between the Ultrahelvetic realm and the Brèches de Tarentaise facies belt. Its connections with latter cannot now be accurately defined. Many deformation stages have been outlined : a first stage related to a very progressive compression movement gave rise to the major folds and then ro the shearing of the major tectonic units (the metamorphism is of same age). The paroxysm probably occured at the time of the thrusting out of the Prealps units. A later compressional stage, directed E-W, is not equally intensive over the whole area investigated. Finally, there seems to have occured in a last stage a general translation of the several units towards the major tectonic units. There is however no direct evidence of such a movement. The time sequence of these different stages cannot be accurately determined on account of the lack of accurate age determinations for the different formations. III. - PALEOGEOGRAPHICAL CONCLUSIONS The Stratigraphical, Sedimentological and Structural analysis on the investigated area leads to the following conclusions : On a cross section of the investigated zone, the length of the Brèches de Tarentaise facies realm can be estimated to half the length of the "Briançonnais patform". It is only separated from the latter by the "through" corresponding to the "Subbriançonnais zone" (s. str.) which thins out to the E -N -E. - The geodynamical evolution of the Brèches de Tarentaise realm from the Triassic to the Lower cretaceous (not included) is very similar to that of the Briançonnais platform (positive tendancy). On account of this similarity, the term outer penninic platform is proposed to characrize this zone during the period considered. - The evolution of the Brèches de Tarentaise realm starts individualising from the beginning of the Cretaceous. As a matter of fact, after the emersion period from the Dogger to the Malm, there is a very clear subsidence reversal. At first, the latter was very slight (deposit of anteflysch group in conditions still very similar to those of a platform). The subsidence is however stronger from West ta East (Volcanism of the Versoyen formation). Then it gradually increases and brings out the deposition of the thick detrital formation, which are of Upper Cretaceous age. The sedimentological investigation of the latter formation shows that the rate of subsidence initially highly uneven at the different points of the sedimentary basin (occurence of ridges and cordilleras when basal layers were being deposed) was becoming more and more even with time. As a matter of fact the flysch facies which concludes the sedimentary evolution of the basin becomes very homogeneous on a wide area. The evolution of the realm during the Tertiary times is not known. Thus, the very concept of a Valaisian geosyncline must be sharply restricted in rime to the single Cretaceous period.
La région étudiée s'étend de la vallée de l'Isère (Tarentaise) au niveau de Bourg-Saint-Maurice, en France, jusqu'à la frontière italo-suisse, entre la couverture sédimentaire oriental.e des massifs cristallins externes et le front briançonnais. Elle correspond pour l'essentiel à la zone des Brèches de Tarentaise définie par R. BARBIER au Sud de l'Isère. 1. - APERCU STRATIGRAPHIQUE ET PALEOGEOGRAPHIQUE La zone des Brèches de Tarentaise est un domaine paléogéographique intermédiaire entre la zone delphinohelvétique (autochtone ou parautochtone) et la zone subbriançonnaise (s. str.). Dans la conception classique, elle est caractérisée sur le plan stratigraphique par deux ensembles lithologiques distincts, qui correspondent à deux phases bien différentes dans l'évolution du bassin sédimentaire. Le substratum regroupe tous les termes depuis le socle cristallin jusqu'au Lias. Il présente des faciès généralement peu profonds, ainsi que de nombreuses lacunes. La série détritique ou "Flysch" de Tarentaise est beaucoup plus épaisse. Certains de ses termes seulement présentent le faciès flysch. Son apparition est la conséquence des premières manifestations de l'orogénie alpine. 1. - Le substratum La région étudiée se prête mal à un examen approfondi des terrains le constituant (dispersion des affleurements). Des précisions sont cependant apportées en ce qui concerne le Permien représenté surtout par des faciès proches du verrucano briançonnais au lieu des schistes violets (schistes de la Bagnaz) considérés jusque là comme caractéristiques de la zone. Les "gneiss" de la Pointe Rousse (vallon du Breuil, Italie) sont attribués à un volcanisme acide finihercynien (âge permo-triasique). La stratigraphie du Trias a pu être précisée par comparaison avec les séries briançonnaises de la Vanoise. A noter la présence de brèches du Trias supérieur. Aucune donnée nouvelle importante n'a pu être établie à propos du Lias en ce qui concerne la stratigraphie. Aucun indice d'une existence ancienne du Dogger et du Malm n'a été découvert (lacune probable mais non prouvée avec certitude). 2.- L'ensemble antéflysch : Le schéma stratigraphique classique de la zone des Brèches de Tarentaise, rappelé ci-dessus, doit être quelque peu modifié. Un nouveau terme vient en effet s'intercaler entre substratum et série détritique: l'ensemble antéflysch. Cette nouvelle formation est représentée surtout par des calcschistes, schistes noirs, et niveaux micro-bréchiques ; elle voit apparaître d'abondantes émissions sous -marines (série du Versoyen) dans le secteur oriental. La démonstration de la liaison stratigraphique primaire de la série du Versoyen avec la série détritique (ou "Flysch de Tarentaise"), dont elle constitue le soubassement, est un point important du présent travail. L'âge de l'ensemble antéflysch n'est pas connu avec grande précision; il correspond sans doute au Crétacé inférieur et moyen. 3.- La série détritique de Tarentaise Les trois subdivisions lithologiques établies dès 1929 par H. SC HOELLER , ont été maintenues, De haut en bas on rencontre: Le flysch (couches de Saint-Christophe) Les schistes noirs à quartzites verts (couches des Marmontains) La formation basale, L'étude sédimentologique de ces trois ensembles a permis de reconstituer de façon approximative l 'histoire du bassin. a) La formation basale est caractérisée par une variation progressive du faciès depuis des conglomérats polygéniques au Sud Ouest, vers des calcaires microbréchoides et calcaires plaquettés au Nord Est. Dans le secteur étudié la zone d'alimentation principale se trouve au Sud Ouest (cordillère de Hautecour). Le type de dépôt (probablement en eau peu profonde) s'apparente par ses caractères sédimentologiques, à une molasse. b) Les schistes noirs à quartzites verts Formation très caractéristique en général peu puissante. Sur le plan sédimentologique ses caractères sont variables intermédiaires entre flysch et molasse. Les zones d'alimentation principales paraissent situées cette fois vers le Nord Est. c) Le flysch D'épaisseur moindre qu'il était admis jusque là (6 à 700 m) il s'agit surtout d'un flysch calcaire. En certains points du bassin et à la partie supérieure actuellement observable on note un accroissement considérable de l'épaisseur des strates (tendance vers un faciès molassique ?). d) Age de la série détritique De rares découvertes de microfaunes dans l'ensemble antéflysch et dans la formation basale, indiquent un âge crétacé supérieur (Maestrichtien probablement) pour la plus grande partie de la série détritique. Il n'existe pour l'instant aucun indice que le Tertiaire puisse y être représenté. II. - ETUDE STRUCTURALE L'étude structurale porte sur trois points principaux. Elle a fourni tout d'abord les arguments géométriques prouvant que la série du Versoyen était liée à la série détritique de Tarentaise dont elle représente le soubassement. Elle a permi ensuite de préciser la position paléogéographique de l'unité du Petit Saint-Bernard. Celle-ci étant pincée entre les unités du Roignais-Versoyen et de Salins appartient bien au domaine paléogéographique des Brèches de Tarentaise (et non au domaine piémontais comme cela était encore admis par certains auteurs). Elle a enfin permis de reconsidérer la question de mise en place des "nappes"(par l'étude de la géométrie interne des diverses unités). Il est apparu nécessaire de restreindre l'extension de l'unité de Moûtiers au Nord de l'Isère par la définition de l'unité nouvelle du Roignais-Versoyen sur des critères tout à la fois stratigraphiques et structuraux. Finalement la succession paléogéographique des diverses unités constituant le domaine des Brèches de Tarentaise parait être la suivante de l'extérieur vers l'intérieur de la chaîne : Unité de Moûtiers; Unité du Roignais-Versoyen ; Unité du Petit Saint-Bernard (Unité. de la Pierre Avoi) ; Unité de Salins et Unité des Cols. L'Unité de Ferret est pour l'instant rattachée à une zone de transition entre l'ultrahelvétique et la zone des Brèches de Tarentaise. Ses rapports avec cette dernière ne peuvent être précisés. Plusieurs phases de déformation ont pu être mises en évidence: une première phase de compression très progressive a abouti au plissement puis au clivage des principales unités (le métamorphisme est contemporain de cet épisode). Le paroxysme a probablement correspondu à l'expulsion des Préalpes. Une phase de serrage tardive de direction est-ouest se fait inégalement sentir sur le domaine étudié. Enfin il apparaft, sans toutefois de preuves décisives, qu'un coulissage dans le sens des structures s'est opéré postérieurement au paroxysme. La chronologie de ces divers mouvements ne peut être établie directement par manque de datation précise des terrains. III. - CONCLUSIONS D'ORDRE PALEOGEOGRAPHIQUE L'analyse stratigraphique, sédimentologique, et structurale du domaine étudié, conduit aux conclusions suivantes: - Le domaine paléogéographique de la zone des Brèches de Tarentaise présente, sur la transversale étudiée, une extension qui peut être estimée à la moitié de celle de la zone briançonnaise. Il n'en est séparé que par le "sillon" des unités subbriançonnaises (s. str.) lequel va en s'amincissant vers l'Est Nord Est. - L'évolution géodynamique de la zone des Brèches de Tarentaise du Trias au Crétacé inférieur exclu, est très voisine de celle de la palte-forme briançonnaise (tendance positive persistante). Par raison de similitude le terme de plateforme pennique externe est proposé pour définir la zone en question pendant la période de temps considérée. - L'évolution de la zone des Brèches de Tarentaise devient spécifique à partir du Crétacé. En effet après la période d'émersion du Dogger Malm un renversement de subsidence très net s'opère. D'abord modéré (dépôt de l'ensemble antéflysch dans des conditions proches encore d'une plate-forme. La subsidence est toutefois plus active d'Ouest en Est; volcanisme du Versoyen), celle-ci prend peu à peu de l'importance et voi t le dépôt de l'épaisse série détritique terminale d'âge crétacé supérieur et un mode de dépôt particulier. L'étude sédimentologique de cette dernière a montré que la subsidence d'abord très inégale selon les points du bassin (existence de rides et de cordillères lors du dépôt de la formation basale) allaient en s'égalisant avec le temps. De fait le flysch avec lequel s'achève la série lithologique actuellement observable devient très homogène sur une vaste région. L'évolution du domaine au Tertiaire est inconnue. Ainsi la conception même d'un géosynclinal valaisan doit-elle être très limitée dans le temps au seul Crétacé.
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Pierre Antoine. La zone des brèches de Tarentaise entre Bourg-Saint-Maurice (vallée de l'Isère) et la frontière italo-suisse. Stratigraphie. Université de Grenoble, 1971. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00723199⟩


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