Chronologies et évolution de la déformation de la croute moyenne à la surface dans un prisme collisionel en décrochement : impacts sur l'aléa sismo-gravitaire : exemple des Alpes Sud-occidentales

Chronology and evolution of deformation from the mid-crustal depth to the surface in transcurrent collisional wedge : implications on seismic and landslide hazard : example of South-Western Alps

• Auteur / Autrice : Guillaume Sanchez
• Direction : Michel Corsini, Yann Rolland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alpes (Sud)

Risques sismiques

Géochronométrie

Mercantour (massif)

Tectonique

Résumé

Ce mémoire présente une étude pluridisciplinaire, structurale, pétrologique et géochronologique multiméthodes (Ar-Ar, traces de fission, (U-Th)/He et cosmogénique 10Be) permettant de contraindre les processus tectoniques (enfouissement, exhumation, faille active,…) depuis la croûte moyenne jusqu’en surface dans l’arc alpin Sud-Occidental. L’étude thermo-barométrique et Ar-Ar des zones de cisaillement montre que le massif de l’Argentera-Mercantour et sa couverture attachée permienne ont subi une histoire tectono-métamorphique similaire avec un pic d’enfouissement à 15-18 km autour de 34 Ma en relation avec le sous-charriage sous les unités métamorphiques internes. L’exhumation du massif (0. 8mm/an) s’effectue en deux temps témoignant d’une transition entre une tectonique transpressive puis transtensive durant le Miocène (26 à 4 Ma) en relation avec le poinçonnement N-S mantellique (Corps d’Ivrée) et les mouvements rotationnels de la plaque adriatique. La couverture sédimentaire est raccourcie et se deplace vers le Sud et ce durant tout le Miocène (23-8Ma). Ce déplacement est directement relié à la dynamique d’exhumation du massif cristallin externe de l’Argentera-Mercantour, la pente résultant du soulévement est favorable au découplage et au glissement de la couverture sédimentaire sus-jacente. De plus, le saut métamorphique entre le massif cristallin et la couverture sédimentaire ainsi que leur relation structurale conduit au concept de substitution de socle. Après 8 Ma, socle et couverture sont couplés comme l’indiquent des âges AFT identiques dans la couverture et le socle. La tectonique récente affectant à la fois la couverture et le massif de l’Argentera-Mercatour est caractérisée par un système principal décrochant N140°, et N-S extensif minoritaire, à l’origine de l’ouverture du bassin en pull-apart de l’Embrunais-Ubaye. L’initiation de ce jeu normal à 4-5Ma est contrainte par les âges AHe sous la faille du Camp des Fourches. Ce système de failles toujours actif (sismicité et activité gravitaire associée) rend compte de ~40-60% de la rotation de la plaque adriatique. Il est mis en évidence par des morphologies glaciaires Holocènes décalées, datées par la méthode 10Be à 12-13 ka, les surfaces de failles étant datées à 11-8 ka, et les glissements gravitaires à 10-2 ka.

This PhD thesis presents a multidisciplinary approach, structural, petrologic, geochronologic (Ar-Ar, fission tracks, (U-Th)/He and 10Be dating) allowing to constrain the tectonic processes (burial, exhumation, active fault…) from the mid-crustal depth to the surface in the South-Western Alps. Ar-Ar and thermobarometry in shear zones show that the Argentera-Mercantour massif and its attached Permian cover underwent a similar tectono-metamorphic history with a burial peak of 15-18 km at around 34 Ma due to underthrusting below the internal metamorphic unit. The exhumation path (0. 8mm/an) of the massif took place in a transpressive, followed by a transtensive, regimes between 26 Ma and 5 Ma and between 5 and 0 Ma, respectively. Transpression is ascribed to Ivrea mantle body indentation while transtension is related to rotational movement of the Adriatic plate. The sedimentary cover is shortened and transported southward during the Miocene period (23-7Ma). This displacement is directly linked to the exhumation of the Argentera-Mercantour crystalline massif. The resulting slope of the basement-cover interface due to this uplift led to decoupling and downsliding of the overlying sedimentary cover. Further, the metamorphic gap between the crystalline massif and the sedimentary cover and their structural relationship lead to propose a model of basement substitution. Since 8 Ma, cover-basement decoupling ceased as featured by similar AFT ages in both cover and basement rocks. The recent/brittle tectonic regime is characterized by a main network of N140°E strike slip faults, and a minor N-S extensional component. Tectonic displacement along both these faults led to the opening and development of the Embrunais-Ubaye pull-apart system. The initiation age of the pull-apart is dated at 4-5 Ma by AHe ages below the Camp des Fourches fault. This fault system still active (seismicity and landslide activity) accommodating 40-60% of counterclockwise rotation of the Adriatic plate. It resulted in offsets of the Holocene glacial morphologies, dated by 10Be on quartz at 12-13 ka, while fault surfaces are dated at 11-8 ka, and gravity features at 10 to 2 ka.