Le thermopaléomagnétisme : méthodologie et applications (tectonique, thermique et géochronologique) à la zone dauphinoise interne (Alpes occidentales, France)

par Christian Crouzet

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Gilles Menard.

Soutenue en 1996

à Chambéry .


  • Résumé

    La vitesse d'exhumation de certaines roches métamorphiques permet d'enregistrer une succession d'inversions du champ magnétique terrestre en nombre suffisant pour qu'une tentative de corrélation avec l'échelle magnétostratigraphique ait des chances d'aboutir. Un tel enregistrement est nommé enregistrement thermopaléomagnétique. Les principes du thermopaléomagnétisme reposent sur la loi d'additivité des aimantations thermorémanantes partielles qui n'est valable que si le porteur magnétique de l'aimantation est monodomaine. Les expériences réalisées en laboratoire sur le matériel étudié montrent clairement la qualité monodomaine du porteur de l'aimantation. La région étudiée est la zone dauphinoise à l'est des massifs cristallins externes et notamment la région de Bourg d'Oisans. Cette région est caractérisée par la présence de pyrrhotite ayant acquis son aimantation après la déformation principale et durant le refroidissement post-métamorphique. La linéarité des diagrammes de Zijderveld permet de raisonner uniquement en terme d'intensité de l'aimantation et légitimise la construction des courbes de désaimantation thermique, j=f(t). Ces courbes montrent des fluctuations de l'intensité qui se corrèlent parfaitement d'un site à l'autre et sont interprétées comme l'enregistrement de chrones successifs lors du refroidissement post-métamorphique. L'interprétation des courbes de désaimantation thermiques des échantillons étudiés a permis d'établir une séquence de 21 inversions du champ magnétique terrestre, de la corréler avec l'échelle magnétostratigraphique afin d'obtenir une succession de couples t / âges. Cette corrélation permet d'obtenir quasiment en continu, et en tout cas avec des précisions sur les âges et sur les températures bien meilleures que les méthodes géochronologiques classiques, l'histoire du refroidissement d'une portion de la zone dauphinoise. La courbe de refroidissement ainsi obtenue s'étend de 24,12 ma / 300c à 20,13 ma / 180c et permet d'établir la succession des événements ayant affecte la région de Bourg d'Oisans. Il est aussi possible d'obtenir une succession, dans le temps, d'images représentant la répartition spatiale des paléotempératures et des taux de refroidissement à des instants connus. Pour la première fois, il est possible de mettre en évidence des hétérogénéités thermiques qui sont mises en relations avec des circulations de fluides. Celles-ci semblent perdurer pendant tout le refroidissement. L'outil thermopaléomagnétisme mis au point dans cette étude permet aussi moyennant un échantillonnage convenable, de calculer des paléogradients thermiques. L'épisode d'épaississement contemporain de la déformation principale plicative synschisteuse se situe vers 26,5 ma. Selon l'hypothèse envisagée pour expliquer l'excès de chaleur, la région de Bourg d'Oisans est enfouie à une profondeur de 8,6 km (hypothèse des fluides) ou à 12,5 km (hypothèse tectonique). Dans les deux cas cela nécessite la présence des zones internes bien plus à l'ouest qu'elles ne le sont actuellement. Une dénudation d'origine tectonique est proposée juste avant 24,12 ma, pour expliquer nos observations. A la suite de cette dénudation, il se produit un refroidissement rapide, lié à la fois à la résorption de l'anomalie thermique précédemment créée et à l'érosion accrue du fait de la mise en place par sous-charriage d'une écaille crustale. Cette influence tectonique est suggérée par la similitude entre les fluctuations du refroidissement et celles de la subsidence du bassin molassique. Par la suite, le refroidissement devient plus faible. Pendant ce temps le secteur de Bourg d'Oisans ne subit aucune déformation significative. L'analyse des données directionnelles montre des écarts notables par rapport a la direction du paléochamp pour l'Europe stable. Ces écarts sont interprétés pour partie comme résultant d'un petit chevauchement out of sequence du socle des Grandes-Rousses postérieur au franchissement de l'isotherme 150c, date plus récent que 9 - 13 ma

  • Titre traduit

    Thermopaleomagnetism : methodology and applications (tectonic, thermic and geochronologic) at the zone dauphinoise interne (Western Alps, France)


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