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Tectonometamorphic evolution of the Eastern Pennine Alps during Tertiary continental collision: structural and petrological relationships between Suretta, Tambo, Chiavenna and Gruf units (Switzerland/Italy) = Evolution tectonométamorphique des nappes Penniques orientales pendant la collision continentale Tertiaire : relations pétrologiques et structurales entre les unités de Suretta, Tambo, Chiavenna et Gruf (Alpes Suisses et Italiennes)
Auteur(s)
Huber, Rachel K
Editeur(s)
Persoz, Francis
Date de parution
1999
Résumé
Les nappes de Tambo et Suretta, comme les unités de Gruf et Chiavenna font partie des nappes penniques orientales. Les unités sont situées dans la zone des "racines", dans la région de Val Bregaglia à l'Est de la Suisse. Les nappes de Tambo et Suretta représentent les nappes supérieures de la pile des nappes penniques. Elles appartiennent paléogéographiquement au domaine de Briançonnais. L'unité de Chiavenna est située sur la marge amincie nord du Briançonnais et l'unité de Gruf provient de la marge continentale européenne. Les deux nappes sont essentiellement constituées d'un socle polycyclique et polymetamorphique composé de métasédiments, métagranitoïdes et amphibolites. Elles sont intrudées par des granitoïdes Varisques et recouvertes par des sédiments Mesozoïques. L'unité sous-jacente, l'unité de Chiavenna, montre primordialement des roches basiques et ultrabasiques d'origine subcontinentale et océanique. L'unité la plus basse, l'unité de Gruf, est formée par des migmatites alpines et préalpines avec des reliques de métamorphisme granulitique. La déformation et la cinématique Tertiaire et les assemblages métamorphiques associés ont été définis dans les quatre unités, ce qui permet de proposer une évolution tectonométamorphique de la collision Tertiaire et de séparer cette évolution alpine de l'histoire préalpine. Les quatre phases Tertiaires se résument de la manière suivante: La première phase de déformation (D1) est hétérogène et ductile. Les structures majeures sont des zones de cisaillement avec un mouvement chevauchant vers le NW. La schistosité et sa lineation plonge vers le NW. Les assemblages minéralogiques associés montrent des conditions HP (ex: nappe de Tambo: ~13-10kb, ~500oC). A la déformation D1, se superpose une deuxième phase de déformation (D2), ductile et hétérogène. Sa schistosité est la schistosité principale de la région, peu inclinée vers le NNE avec une lineation subhorizontale E-W. A toute échelle, des zones de cisaillement indiquent un mouvement normal vers l'E. Cette phase décale les contacts lithologiques et tectoniques. Elle est responsable de l'amincissement des unités vers le SE. L'étude métamorphique de D2 dans la zone des racines démontre l'existence d'une décompression avec un maximum thermique au début de cette phase (ex: la nappe de Tambo:~11-6kb, ~6l0o C), cependant que dans la partie nord des nappes de Tambo et Suretta une décompression isotherme est enregistrée. Pendant le refoidissement, la déformation se poursuit, comme en témoignent des structures de style différent: aux structures ductiles de HT succèdent des structures fragiles de BT. Les conditions PT augmentent en traversant la pile de nappes depuis le haut vers le bas(la nappe de Suretta: ~10-5 kb, ~550oC et l'unité de Gruf: ~10-4 kb, ~730oC). La troisième phase de déformation (D3) ne s'imprime au N, que dans des zones restreintes orientées E-W, tandis qu'au sud, toute la région est plissée d'une manière isoclinale. La schistosité et la linéation plongent fortement vers le S et elles sont associées à des plis orientés E-W. Pendant la même phase se génèrent des failles ductiles-cassantes chevauchantes vers le N et fortement inclinées vers le S. Des failles mineures conjuguées montrent une géométrie et une cinématique opposées. Cette phase est responsable de la réorientation et du redressement de S2 dans la zone des racines, ainsi que du soulèvement de la région de l'intrusion de Bergell. Au nord, les conditions PT indiquent la limite inférieure du faciès des schistes verts à la limite ductile-cassante, pendant qu'au sud, dans l'unité de Gruf, les conditions PT de D3 commencent à ~4 kb et ~550oC. Pendant cette phase, l'intrusion de Bergell se met en place, ce qui provoque une auréole de métamorphisme de contact au toit et une fusion partielle in-situ à la base du pluton. La quatrième phase de déformation (D4) est caractérisée par des failles normales plongeant vers le NE, parallèles à la faille de Forcolat et des mylonites et failles sénestres parallèles à la Ligne d'Engadine. La première phase est interprétée comme la phase principale d'empilement des nappes durant la subduction Eocène. La formation des nappes avec une direction de transport vers le NW est liée à la subduction du domaine Briançonnais et à la fermeture du bassin valaisan. La deuxième phase est due à une extension ductile syn-collision, orientée E-W, parallèle à l'axe de l'orogène Alpin. L'épaisseur anormale de la croûte, suite à l'empilement des nappes pendant la subduction, représente un déséquilibre isostatique. Ce déséquilibre conduit à une décompression isotherme pendant l'extension Eocène-Oligocène. Un lien entre la température maximale pendant D2, la formation du magma de l'intrusion de Bergell et l'initiation de l'uplift de D3 pourrait être établi avec un modèle du détachement progressif de la plaque lithosphérique vers l'Ouest (slab break-off). La troisième phase a lieu pendant la collision continentale tardive et implique un soulèvement différentiel avec une composante maximale dans la région de l'unité de Gruf.L'érosion induite par le soulèvement mène à l'exhumation de cette région et à une augmentation du taux de refroidissement. L'intrusion de Bergell a lieu pendant cette phase Oligocène. Pendant la quatrième phase se forment des failles parallèles aux failles majeures de la Ligne d'engadine, de Forcola et de la Ligne Insubrienne. La Ligne de Forcola pourrait présenter l'équivalent symétrique de la faille du simplon à l'Ouest des Alpes Centrales. Cette phase est due à l'échappement latéral des blocs lithosphériques
Notes
Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 1999 ; 1430
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Type de publication
doctoral thesis
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