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L'orogénèse la naissance des CHAINES de MONTAGNES

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L'orogénèse la naissance des CHAINES de MONTAGNES

مُساهمة من طرف Admin* في الجمعة أكتوبر 14, 2011 11:56 pm

L'orogénèse la naissance des CHAINES de MONTAGNES


Representation:

L'orogénèse (littéralement « naissance du relief ») peut avoir plusieurs causes mais la principale est due aux mouvements tectoniques. La subduction d'une plaque océanique sous une plaque océanique ou continentale forme une cordillère (la cordillère des Andes, les montagnes Rocheuses). La collision de deux plaques continentales peut suivre et créer une chaîne de collision (les Alpes, le Caucase, l'Himalaya). La croûte terrestre
est épaissie par des failles et des plis s'exprimant à toutes les
échelles (de l'échelle continentale à l'échelle microscopique).




La présence d'une anomalie thermique peut également provoquer la formation d'un relief par l'apport de matériel (volcan) et/ou par la modification de la densité (et donc la flottabilité) de la croûte ou de la lithosphère (plus chaud/moins dense). La croûte continentale étant plus légère que le manteau lithosphérique sous-jacent, la plus grande partie de l'épaississement crustal est absorbé à l'interface croûte/manteau (le Moho
est plus profond). Cet épaississement provoque une augmentation du
relief et, généralement une augmentation locale de l'érosion. L'érosion
peut également être responsable de la création de relief par réponse isostatique.



  • la naissance des CHAINES de MONTAGNES

La création des Alpes correspond à la collision de deux plaques tectoniques, c’est un modèle de collision intercontinentale mais ce n’est pas le seul mode de création de montagnes.

Le socle (Pangée) a été l’objet de distensions mais ce n’est pas le seul cas possible et il peut aussi y avoir un effet de compression sans passer par de la distension.

Les datations faites sur la croûte terrestre permettent de remonter au maximum à 3,8Mda alors que les planchers océaniques les plus anciens ont 160Ma. La distension est associée à deux phénomènes :

1 - Les planchers océaniques se refroidissent en vieillissant et ont tendance à s’enfoncer sous leur propre poids. Les subductions créées distendent les croûtes solidaires des planchers qui s’enfoncent.

2 – Le plancher océanique se densifie en refroidissant et devient meilleur conducteur de la chaleur. La croûte continentale a en général 30km d’épaisseur alors que la croûte océanique a une épaisseur moyenne de 7km avec une densité plus élevée. Le plancher océanique évacue donc mieux la chaleur que la croûte continentale ce qui entraîne des mouvements de convection sous la croûte continentale qui provoquent de la distension et un effondrement (rift continental).

Par contre s’il y a directement de la compression, un bombement continental en résulte accompagné de l’apparition de 2 failles inverses. Dans ce cas il n’y a pas d’effondrement donc pas de transgression océanique et pas de dépôt de sédiments. Ce scénario donne plutôt naissance à des chaînes à double vergence. Ce sont des chaînes de montagnes intracontinentales.





I – Chaînes Intracontinentales.

I – a) Bombement de socle.

Deux exemples types sont :


  • l’Anti Atlas au Maroc (sud de la chaîne de l’Atlas)
  • Les Rocheuses américaines.

Dans l’Anti Atlas marocain, gisements de cobalt (éritrite qui est de l’arséniure de cobalt) et ?? dans des ophiolites du précambrien. Dans ce cas l’érosion a dégagé les terrains les plus récents pour laisser apparaître les plus anciens, on parle alors de boutonnière.

Pour les Rocheuses, la compression est provoquée d’un coté par la subduction liée à la fermeture du Pacifique et de l’autre coté la poussée volcanique de Yellowstone.



I – b) Chaînes de transpression.

Les failles coulissantes sont horizontales. Certaines sont très importantes notamment le long des grands accidents décrochants. Certaines zones sont mises en pression le long des failles en ligne brisée et donnent naissance à des chaînes de transpression.

San Andréa (faille dextre) qui a donné naissance aux collines californiennes (Transverses Rangers). La subduction est en oblique par rapport au continent
Faille du Levant ou du Jourdain (faille senestre) et chaîne de l’Anti Liban. En fait c’est le Sinaï qui monte moins vite vers le N que la plaque arabique.


Ces failles sont transformantes car elles joignent des zones en compression et en distension.

voir figure chaînes de blocage de coulissement

I – c) Refermeture d’un rift continental.





Ce cas présente une double vergence et il est plus complexe.

Exemple : - Haut Atlas marocain

- Pyrénées.

Dans les Pyrénées, il est possible de trouver de la péridotite serpentinisée notamment près du lac de Lherz (actuellement Lhers dans l’Ariège): la lherzolite. Mais il n’y a pas eu de fusion partielle et elle n’est pas appauvrie. Le scénario de formation des Pyrénées reste en discussion, il est très lié à la connaissance des couches profondes et de nouveaux résultats peuvent le modifier ou le compléter de même que l’histoire de la microplaque ibérique. Dans le cas des Alpes, l ‘Apulie est africaine alors que la plaque ibérique est européenne.

On retrouve les mêmes roches du socle en Bretagne et dans la Cordillère Cantabrique au N de l’Espagne. Il y a eu rotation de la plaque ibérique avec l’ouverture du Golfe du Lion, elle a même dépassé sa position actuelle et est revenue en sens inverse. La chaîne des Pyrénées est plus âgée que les Alpes et les massifs de la Provence sont en grande partie une conséquence de l’orogenèse pyrénéenne. voir figure genèse des Pyrénées + figure coupe des Pyrénées et rocheuses



I – d) Chaîne de clivage intracontinental.

Ce sont les chaînes où il y a eu raccourcissement du socle sous des dépôts sédimentaires. Ce raccourcissement peut par exemple être dû à un clivage du socle. Dans ce cas la couverture sédimentaire se décolle, des écailles se forment et s’empilent (c’est l’équivalent sur le continent du prisme d’accrétion dans les zones de subduction océaniques).

Exemples : le Jura

les rocheuses canadiennes (Foothills).

Le Bas Dauphiné passe sous Belledonne et de même le socle du Jura passe sous le Mont Blanc ce qui a entraîné le plissement du Jura. La partie plissée est près des Alpes et la partie tabulaire vers la Bresse. Il y a une variation importante de l’épaisseur de dépôts NW/SE ce qui explique les zones plissées et tabulaires. Le calcaire tithonien alpin est tithonique c’est à dire qu’il correspond à une mer assez profonde alors que le Jura est tithonique récifal donc formé dans une mer moins profonde. Le massif du Jura se perd dans le Vercors.



II – CHAINES de MONTAGNES INTERCONTINENTALES.

II – a) Chaînes de subduction.

Quand le plancher océanique s’enfonce de lui-même sous son propre poids sous un autre plancher océanique ou sous un continent, il descend très verticalement, il n’y a donc pas de compression mais apparition d’un volcanisme.

Il peut cependant y avoir compression comme effet secondaire. Les sédiments plus légers résistent à un tel enfoncement et forment des écailles sédimentaires qui s’empilent du fait de la compression résultant du raccourcissement du plancher. Ce sont des prismes d’accrétion comme les îles Tonga ou de La Barbade.

Thétis n’a pas suivi ce scénario car cet océan était trop jeune et le plancher pas assez lourd. La subduction se fait avec un angle beaucoup plus faible, il y a donc plus de frottement et de compression à l’interface océan continent: il y a même de l’érosion de la plaque continentale par le dessous. Dans ce cas il n’y a pas de volcanisme associé et les sédiments vont en profondeur.

Cas particulier des Andes où les deux scénarios se retrouvent, c’est certainement le cas le plus significatif. Avec la progression de la subduction, le fond devient de moins en moins lourd, la pente de subduction diminue et le métamorphisme est plus faible (schistes verts), il y a moins de volcanisme et passage en compression. L’altiplano est un bassin arrière arc (sédiments avec fossiles du tertiaire) porté en altitude à plus de 5000m sans déformation significative. Cette surrection est le résultat d’un fort épaississement crustal (croûte épaisse de 70km). Les deux scénarios (compression et absence de compression) coexistent dans les Andes à quelques centaines de km. L’activité volcanique n’est pas continue le long de la chaîne. voir figures subduction des Andes 1,2 et 3


II – b) Chaînes d’obduction.

Exemple du Chenaillet. Quand il y a obduction, les ophiolites en surface n’ont pas subi de métamorphisme. Le Viso est aussi constitué d’ophiolites mais ce n’est pas une chaîne d’obduction car il y a eu métamorphisme de subduction. Le plancher océanique s’enfonce rapidement ce qui provoque un métamorphisme HP (schistes bleus dont le minéral de référence est le glaucophane). Des pyroxènes HP (jadéite) et des grenats donnent le faciès des éclogites.

La formation des pyroxènes à partir des amphiboles libère de l’eau qui provoque la fusion du manteau qui est déshydraté et un volcanisme dit de subduction.



Il n’y a pas de métamorphisme HP au Chenaillet, seulement une hydratation de pyroxènes, on parle de métamorphisme océanique par hydratation. Le Viso est remonté à la surface après avoir subducté, ce n’est donc pas de l’obduction. Il y a eu exhumation d’un lambeau de plancher océanique avec rétrométamorphisme.

Lors de subductions, les éléments de croûte peuvent s’enfoncer jusqu’à 80km et certains lambeaux peuvent remonter par des mécanismes mal connus.

Le Chenaillet a certainement été un des tous premiers reliefs des Alpes (-70Ma).

Ce mécanisme est un peu dépassé. Ce ne peut pas être le cas du Chenaillet car il ne peut pas y avoir eu de changement de vergence de la subduction.

Le Chenaillet aurait pu faire partie de l’Apulie (version 1 ci dessus) ou de l’Europe (version 2 ci dessous). La seconde version est la plus crédible.

voir figure générale chaines d’obduction et cas de la Nouvelle Guinée

Obductions existantes : - Suture de l’Indus (ou du Stang Po coté chinois) de l’Himalaya,

- Viso, Chenaillet

- Oman voir figure chaîne d’obduction Oman

Les ophiolites représente le charriage d’une écaille épaisse. Ces unités ont subi un métamorphisme HP (faciès éclogites et schistes bleus) puis elles sont remontées sous la pression isostatique et elles affleurent au cœur des ophiolites dans une fenêtre tectonique. On est dans le cas d’une refermeture du golfe persique avec rotation de la plaque arabique.

- Grèce (massif Entailyat ?)

- Chypre (massif du Troodos) Présence de dunite sur le sommet le plus élevé le Mont Olympe

- Cap Corse

- Chamrousse

- Nouvelle Calédonie (péridotite nickélifère).

Il peut y avoir du métamorphisme dans le cas des obductions mais pas du métamorphisme de subduction (HP).



II – c) Collision ou chaîne inter plaque ou intercontinentale.

La collision se produit lors de la fermeture d’un océan, ce sont des chaînes de subduction continentale. Cette subduction continentale est précédée d’une subduction d’un plancher océanique ou d’une obduction.

II – c1) Chaînes liminaires.

Rencontre d’un micro continent et d’un gros continent, ce dernier ne bouge pas et le micro continent essaie de passer sous le gros.

Dans l’océan alpin, il y avait des " cratons " dont les collisions ont précédé celle de l’Apulie. Au niveau de ces cratons il y a 2 sutures alors qu’il y en a qu’une au N et au S. cas de Sesia ?

Lors de la subduction un arc volcanique se crée à proximité d’une croûte continentale. C’est une chaîne liminaire. Le stade chaîne liminaire précède la collision du type alpin.

Exemples de Taiwan et du Nevada aux USA.



II – c2) Chaînes de collisions intercontinentales.

Exemples : - Alpes

- Himalaya

- Chaîne Calédonienne

- Chaîne Hercynienne : Chamrousse est un bassin arrière arc qui s’est formé à la création de la chaîne hercynienne.

L’Inde s’est détachée de l’Afrique après le sud Tibet et ? L’Himalaya résulte de la collision de l’Inde avec l’Asie. Création puis fermeture des océans Paléothétys, Néothétys (suture de l’Indus) et Mésothétys. voir figure Himalaya



II – c3) Collages

Ce type de montagnes a été identifié en 1970, l’exemple le plus important concerne la subduction de la plaque pacifique sous la plaque nord américaine. Un certain nombre d’îles (Iles de la Reine Charlotte, île de Vancouver) remontent le long de la marge, parallèlement à la faille et non par perpendiculairement. Ces îles viennent s’accumuler sur la cote sud de l’Alaska, il a été possible de montrer qu’elles provenaient de latitudes différentes (paléomagnétisme, présence de fossiles). voir figure collages 1

En fait, la subduction de la plaque pacifique se fait en oblique sous la plaque nord américaine. Ceci est confirmé par la nature de la faille de San Andréa (faille coulissante dextre). Les îles s’accumulent au changement d’orientation de la cote de l’Alaska. Dans ce cas, il n’y a pas de suture ophiolitique ce qui distingue ce cas de celui des chaînes liminaires.

Les îles du Japon présentent des discontinuités géologiques qui pourraient s’expliquer avec l’action de failles transformantes provoquant l’accumulation de blocs différents. Voir figure collages 2
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Regardez le film
La formation des chaînes de montagnes
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La références:






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