Fiche de révision : Cycles orogéniques et dynamique alpine

📋 Plan du Cours

1. Âges et cycles des montagnes
2. Marqueurs structuraux de collision
3. Datation relative des chevauchements
4. Collision alpine et reliefs
5. Ophiolites et ancien océan alpin
6. Datation Sm-Nd des ophiolites
7. Rift continental et marge passive
8. Indices alpins de rifting
9. Datation potassium-argon
10. Synthèse de l’histoire alpine

📖 1. Âges et cycles des montagnes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle orogénique : Alterne des phases de fracturation des supercontinents, d’ouverture océanique par accrétion, de disparition de la lithosphère océanique par subduction, de collision continentale et d’érosion des chaînes de montagnes.

★ À maîtriser

• Le cycle hercynien s’est déroulé au Paléozoïque, tandis que le cycle alpin a commencé au Mésozoïque.

Compléments

• Les continents associent des domaines d’âges différents et portent les reliquats d’anciennes chaînes de montagnes, appelées aussi ceintures orogéniques.

💡 Astuce mémo

Rifting → accrétion → subduction → collision → érosion

📖 2. Marqueurs structuraux de collision

🔑 Notions clés & Définitions

• Faille inverse : Plan incliné séparant deux compartiments rocheux dont le glissement provoque leur rapprochement, le soulèvement du compartiment supérieur et un raccourcissement horizontal.
• Chevauchement : Mouvement tectonique par lequel un ensemble de terrains recouvre un autre par un contact anormal, entraînant la superposition verticale de terrains autochtones et allochtones.
• Nappe de charriage : Ensemble important de couches géologiques décollées du socle et déplacées sur de grandes distances.

📝 Points essentiels

📌 Un pli anticlinal est convexe avec les roches les plus anciennes au cœur, tandis qu’un pli synclinal est creux avec les roches les plus récentes au centre.

💡 Astuce mémo

Anticlinal : ancien au cœur ; synclinal : récent au cœur

📖 3. Datation relative des chevauchements

★ À maîtriser

• La présence de Globotruncanidés dans la couche verte montre qu’elle appartient au Crétacé, plus récent que le Trias de la couche rouge ; la couche rouge chevauche donc la couche verte.

Compléments

• La couche rouge de l’Aiguillette du Lauzet contient le fossile Encrinus gracilis, caractéristique de l’Anisien, un étage du Trias moyen.

💡 Astuce mémo

Fossile plus récent dans la couche verte → la couche rouge la chevauche

📖 4. Collision alpine et reliefs

📝 Points essentiels

• Les Alpes présentent des plis, des failles inverses et des chevauchements, qui sont des structures caractéristiques d’une zone de collision.

• Les Alpes résultent de la collision entre la plaque Eurasienne et la plaque Apulienne, aussi appelée plaque Africano-Adriatique.

• La collision entre les plaques Eurasienne et Apulienne a commencé à l’Ère Miocène, vers -25 Ma, et la convergence se poursuit actuellement.

📖 5. Ophiolites et ancien océan alpin

🔑 Notions clés & Définitions

• Ophiolite : Ensemble de roches témoignant de la présence ancienne d’une lithosphère océanique au sein d’une chaîne de montagnes.

★ À maîtriser

📌 L’obduction correspond au charriage d’une portion de lithosphère océanique sur un continent, tandis que l’exhumation correspond à la remontée de roches océaniques enfouies lors de la subduction.

• Le Queyras contient un métagabbro à glaucophane et le Mont-Viso une éclogite, témoins de roches océaniques ayant subi une subduction puis une exhumation.

Compléments

• Le Chenaillet correspond à un métagabbro à hornblende issu d’une lithosphère océanique hydratée et mis en place par obduction.

• Les ophiolites alpines ont été datées d’environ 181 Ma ± 6 Ma, au Jurassique.

💡 Astuce mémo

Obduction : océan sur continent ; exhumation : roches enfouies remontées

📖 6. Datation Sm-Nd des ophiolites

📝 Points essentiels

📐 Formule — La droite isochrone Sm-Nd vérifie $\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_t=\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_0+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t$.

📐 Formule — L’âge d’une roche obtenu par la méthode Sm-Nd est $t=\frac{\ln(a+1)}{\lambda}$, où a est la pente de l’isochrone et $\lambda=6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}$.

📌 La méthode Sm-Nd utilise une droite isochrone parce que la quantité initiale de samarium est inconnue et que le néodyme pouvait déjà être présent lors de la fermeture du système.

💡 Astuce mémo

Mesurer → tracer l’isochrone → déterminer la pente → calculer l’âge

📖 7. Rift continental et marge passive

★ À maîtriser

• L’ouverture océanique commence par l’étirement et l’amincissement de la lithosphère continentale, se poursuit par sa rupture et la formation d’une dorsale, puis éloigne les deux marges continentales devenues passives.

• Dans le rift de l’Afar, les failles normales, le fossé d’effondrement, les séismes et le volcanisme indiquent un contexte de divergence actif.

• Une marge passive associe:

  • failles normales courbes
  • blocs basculés
  • sédiments pré-rift
  • sédiments syn-rift
  • sédiments post-rift

Compléments

• Dans un rift, la remontée de l’asthénosphère amincit la lithosphère et provoque une augmentation de température à l’origine du magmatisme.

💡 Astuce mémo

Étirement → amincissement → rupture → dorsale et marges passives

📖 8. Indices alpins de rifting

★ À maîtriser

• La partie occidentale des Alpes correspond à une ancienne marge continentale passive, identifiable par des structures héritées de l’extension continentale.

Compléments

📌 Le rifting à l’origine de l’océan alpin est postérieur à 355 Ma, car les formations liées au rifting recouvrent des terrains plus anciens.

📖 9. Datation potassium-argon

📝 Points essentiels

📐 Formule — L’âge d’une roche volcanique datée par potassium-argon vérifie $t=\frac{\ln\left(1+\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}\right)}{\lambda}$, avec $\lambda=5{,}543\times10^{-10}\ \mathrm{an}^{-1}$.

📖 10. Synthèse de l’histoire alpine

📝 Points essentiels

• La fermeture de l’océan alpin résulte de la subduction de la plaque eurasiatique sous la plaque Apulienne au Crétacé supérieur-Paléogène, suivie de la collision des continents européen et apulien.

• Les ophiolites forment une bande étroite, ou suture, au sein des Alpes et témoignent de la fermeture d’un domaine océanique par subduction.

• Les chaînes de montagnes de collision se forment lorsque la fermeture d’un océan par subduction rapproche deux lithosphères continentales qui entrent ensuite en collision.

💡 Astuce mémo

Rifting → océan → subduction → collision → chaîne de montagnes

📊 Tableaux de synthèse

Structures et contextes tectoniques