Documents TP2

Sortie géologique au col du Galibier Une équipe franco-allemande d’apprentis géologues a mené une mission au niveau du col du Galibier. Ils ont pu y observer et récolter des indices tectoniques de l’épaississement crustal au niveau des Alpes Le panorama du site montre une organisation qui semble être organisée en strates, caractéristiques de roches sédimentaires, au pendage orienté vers l'est.

La recherche d’indices sur le terrain... L’itinéraire de la sortie géologique : à par t i r du col du Gal ib ier , d ’Est en Ouest .

A chaque arrêt, observation de l ’aspect général des roches (pendage, couleurs de la roche) permettant de légender le croquis du panorama du Galibier.

Annexe : colonne stratigraphique

Lors de la sortie géologique, le croquis du paysage sera colorié grâce à un code couleur qui fait référence à l’âge des terrains. A faire sur votre feuille TP

Grand Galibier (3228m)

Tête Noire (2842m))

Petit Galibier (2765m)

Col du Galibier

Pic blanc

Ouest Est

ARRET 2 : Avant la ligne droite

D'après le principe de superposition, les roches les plus jeunes sont censées se trouver au-dessus des plus âgées (ordre des dépôts) Or, à cet endroit des roches datant du Tertiaire (plus jeunes) sont recouvertes par des roches datant du Trias (plus anciennes)

DONC il s’agit d’un contact anormal entre ces deux strates.

Description Nom Période

Aspect général Echantillon

Roche : Grès

Trias

- pendage - couleur : gris clair

- roche pleine - rugueuse

- hétérogène

- particules < 2mm

- soudées par un ciment

Description Nom Période

Aspect général Echantillon

Roche :

Calcschiste

à

globorotalia

Tertiaire

-pendage -grise

- roche pleine - feuillets - effervescence à l'acide

- fossiles de globorotalia (Visibles au microscope)

ARRET 1 : La falaise du virage

➢ Poursuivons vers l’ouest….

ARRET 3 : Après la ligne droite

Contrairement à l’arrêt précédent, la superposition des strates est ici normale : des roches datant du Tertiaire (plus jeunes) en recouvraient d’autres de la période Crétacé (plus anciennes)

ARRET 4 : La falaise du parking

A nouveau, tout semble en ordre : des roches plus vielles, s’étant formées au Jurassique, se trouvent sous d’autres plus récentes datant du Crétacé.

Description Nom Période

Aspect général Echantillon

Roche :

Calcschiste

à

globotruncana

Crétacé

Pas de pendage grise

- roche pleine

- feuillets

- effervescence à l'acide - fossiles de globotruncana (Visibles au microscope)

Description Nom Période

Aspect général

Echantillon

Calcaire

Jurassique Pas de pendage couleur : gris clair

- roche pleine - lisse - homogène effervescence à l'acide

ARRET 5 : Le torrent

Ici aussi des roches plus vielles, s’étant formées au Trias, se trouvent sous d’autres plus récentes datant du Jurassique.

ARRET 6 : Le virage avant le torrent

Ici on constate un nouveau contact anormal entre deux stra tes datant des mêmes pér iodes que précédemment :

couche de roches provenant du Trias (plus anciennes) située au-dessus d’une couche de roches du Tertiaire (plus jeunes).

➢ Mais comment expliquer ces anomalies ?

Description Nom Période

Aspect général Echantillon

Roche : Cargneule

Trias Pas de pendage

- ocre

- roche caverneuse - graviers visibles dans la roche

Description Nom Période

Aspect Flysch

général Echantillon 1:calcschistes

pendage Roches superposées : 2 : grès Tertiaire

brun,gris - roches en feuillets (1) - roches en blocs (2)

Ces contacts anormaux correspondent à d’importantes discordances chronologiques, témoignant d’un déplacement de terrain.

Pour comprendre ce qu’il s’est passé, il faut partir de l’état initial de la croute, pour ensuite en déduire son évolution, jusqu’à la situation actuelle :

1- Toutes les strates étaient superposées

de manière chronologique : principe de superposition

: couches les récentes se déposent sur l es p l us anciennes.

2- Des forces de compression

(associées à des mouvements de convergence)

ont p r o v o q u é d e s déformations souples (plis)

puis cassantes de la croute continentale. (Failles inverses).

3- La forte pression due aux forces mises en jeu a eu

pour conséquence : la superposition de roches initialement

éloignées : mouvement de grande ampleur.

On nomme « nappes de charriage » ces formations

géologiques « voyageuses » :

Ces chevauchements de portions de croute continentale

sont associés à un raccourcissement et un épaississement.

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➢ Vous voulez en savoir plus : comment expliquer le « glissement » des nappes de charriages ?

L’analyse des roches présentes au niveau du col d’Izoard, non loin du Galibier montre :

du gypse et de la cargneule

Le gypse se trouve à l’interface des deux plaques de consistance très friable. Les couches de gypses et de cargneules jalonnent de nombreux contacts anormaux et constituent une « semelle de glissement » appelées aussi « couches savon ».

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DONC des mouvements de convergence ont entrainé des forces de compression, provoquant l’apparition de plis et de failles inverses et des phénomènes de chevauchement de terrain. Ces trois différentes déformations sont des indices tectoniques du raccourcissement latéral de la croute continentale provoquant un épaississement crustal.

Coupe synthétique, très schématique, du Briançonnais septentrional (aux environs de la latitude de Névache).

ØSB = chevauchement de la zone subbriançonnaise ;

ØB = chevauchement de la zone briançonnaise (base de l'unité du Galibier) ;

f.P = faille de la Ponsonnière

ØG = chevauchement de l'unité de la crête des Granges

ØE = chevauchement de l'unité de l'Enlon

ØPci = chevauchement de l'unité inférieure de Pécé

ØCh = chevauchement de l'unité du Chaberton (domaine piémontais externe)

ØS.L. = contact tectonique entre la zone piémontaise externe et le domaine des schistes lustrés ligures (ancien chevauchement, renversé et repris par des

failles à fort pendage).

Ces observations ont été réalisées à l’échelle de l’affleurement, mais que se passe t’il à l’échelle de la roche mais aussi à l’échelle des minéraux constituants les roches ? L’épaississement de la croûte continentale a pour conséquence de soumettre des roches à de nouvelles conditions de Température et de Pression. Problème : Comment ces roches réagissent-elles face à ces nouvelles conditions de P et de T ?

Briançonnais septentrional (aux environs de la latitude de Névache).

Le Massif des MAURES, C’est un massif qui s’étend de Hyères à Fréjus

Point culminant: le massif de la Sauvette:780m Toutes les roches retrouvées dans le massif ont la même composition chimique globale : celle d’une argile sédimentaire (argilite ou pelite)

Ces argilites contiennent : *des minéraux argileux. (Paillettes silicatées : kaolinite ou chlorite)

*une quantité variable de quartz. Affleurement d’argile sédimentaire

On va chercher à prouver qu’il y avait AVANT un relief plus important (épaississement crustal).

Ainsi les roches retrouvées dans les Maures seraient issues de la transformation d’une argile

sédimentaire et elles ont dû enregistrer dans leur structure et leur chimie, les nouvelles

conditions de Pression et Température associé à leur enfouissement. (Augmentation

concomitante de ces deux paramètres avec la profondeur)

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Le métamorphisme : Lorsque les roches sont portées à des profondeurs différentes de celles où elles se trouvaient initialement, elles recristallisent. Des réactions chimiques à l'état solide, les transforment en roches métamorphiques avec apparition de nouveaux minéraux à partir des minéraux préexistants. Cette transformation dépend de la Pression, de la Température et des fluides.

Activité pratique : Les indices pétrographiques (structuraux et minéralogiques) de l’épaississement crustal :

a) Observer (macroscopie et microscopie) et Relever les caractéristiques pétrographiques des roches

proposées : Micaschistes ( roche A et B) , Gneiss ( roche C) ->macroscopiques : Couleur / minéraux visibles/ Structure de la roche

->microscopiques : Nature, forme et disposition des minéraux

Remplir le tableau. Utiliser les documents ressources pour vous aider à repérer les minéraux présents dans ces

roches

b) Sur le document fourni (diagramme Pression/Température présentant les domaines de stabilité de certains minéraux) et en tenant compte du fait que ces roches ont subi un enfouissement progressif, repérer par des hachures, sur le diagramme PT, la zone de formation de ces roches.

: roche A : roche B : roche C

c) Placer 3 points A, B, C afin de pouvoir tracer une droite qui correspond au gradient Pression- Température subi par ces roches.

d) Observer une lame mince de Migmatite (roche D). Que constatez-vous ?

e) Comment obtenir un Granite d’anatexie (roche E) ?

f) Placer les roches E et F sur le diagramme P-T

N’oubliez pas de légender votre graphique.

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LEXIQUE :

Migmatite: vient du grec « magma » : mélange / mélange de roches de type granitique et

gneissique. Leur genèse est liée à une fusion partielle ( = anatexie) de roche ( gneiss ou

micaschiste).

Anatexie : Le terme vient du grec άνατήξις, anatêksis, (« fusion »).

La roche partiellement fondue se transforme en migmatite.

Les roches métamorphiques peuvent être enfouies à des conditions de température et de

pression suffisantes pour déclencher la fusion d'une partie des minéraux constituants.

Si la fusion est plus importante, voire totale, les produits de la fusion partielle peuvent se

rassembler pour former un magma et, si celui-ci est de nature granitique on obtiendra un

granite d'anatexie après refroidissement.

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Quartz

Biotite

Muscovite

Quartz

Biotite

Muscovite,

et Grenat

staurotide et disthène

Lit clair (quartz feldspaths) / lit sombre (biotite, sillimanite) + Cordiérite + Grenat

A: MICASCHISTE

B: MICASCHISTE

C : GNEISS

Migmatite: vient du grec magma : mélange / mélange de roches de type granitique et gneissique Leur génèse est liée à une fusion partielle ( = anatexie) de roche ( gneiss ou micaschiste).

D: MIGMATITE