Cette sortie organisée par François Fuentes et géologie présentée  par Geneviève  Barbier a permis aux 12 personnes présentes du cercle de pouvoir observer de près les ophiolites de Chamrousse et d’appréhender une histoire géologique très ancienne datant de l’ère primaire (Paléozoïque) .

Lacs Robert …Au fond la Chartreuse, le Vercors.
Lacs Robert …Au fond la Chartreuse, le Vercors.

les roches très anciennes (496 Ma) qui enserrent les lacs Robert datent de l’ère primaire (Paléozoïque) … Elles sont issues d’une très ancienne croûte océanique. Ces roches insérées par la suite au sein de chaînes de montagnes sont nommées « ophiolites ».

CHAINE HERCYNIENNE OU VARISQUE

RAPPEL DE LA FORMATION DE LA CHAINE HERCYNIENNE (380 -300 Ma)  dont on retrouve les racines en France  dans tous nos vieux massifs (Massif Armoricain , Massif Central ,Vosges …)  mais aussi dans les Alpes et les Pyrénées où ces roches ont été soulevées au moment de la formation de ces récentes  montagnes.

-Il y a 500 Ma un immense continent nommé Rodinia situé près du pôle sud avait déjà commencé à se disloquer peu à peu en plusieurs grandes masses : (Laurentia, Baltica, Siberia)  au sein de l’océan Iapétus .

-puis ensuite à l’Ordovicien inférieur (485 Ma )  ce sont , Avalonia ,  Mid German Cristalline Rise (MGCR( nommé aussi  Saxo-Thuringien qui se sont séparés de Gondwana avant que Armorica se sépare à son tour de Gondwana ..

-Le schéma ci-dessus indique bien toutes ces étapes ..

source 2001 d’après Matte

-L’océan qui sépare Avalonia de MGCR (Saxo Thuringien )  se nomme océan Rhéïque nord et celui qui sépare ensuite MGCR de Armorica , océan Rheïque méridional ..

-Ces indications sont importantes à connaître pour l’histoire de Chamrousse  car Michel Faure propose une hypothèse qu’il a largement détaillée dans son document sur la branche varisque orientale et qui concerne ces continents et océans  (MGCR , Armorica  ,océan Rheïque  ) ..

-Quand Armorica va se séparer de Gondwana un autre océan va s’ouvrir nommé océan Galice Massif Central.

Situation il y a 430 Ma : tous ces continents se sont détachés de Gondwana ..

 -Au sud , Gondwana est séparé de Armorica par l’océan  Galice  massif central et au nord Armorica est séparé de Saxo-Thuringien par le Rheïque méridional  et  Saxo-Thuringien de Laurussia (qui s’est accolé avec Avalonia  ) par l’océan Rhéique ..

-Au Silurien et Dévonien inférieur, l’océan du Massif Central est entré en phase de subduction alors que les deux parties de l’océan Rhéïque continuent de s’ouvrir.

Pour info ..

-Au Silurien moyen et supérieur vers 430Ma , Avalonia  soudée à  Baltica va entrer en collision avec la Laurentia pour donner naissance aux chaînes calédoniennes  et former la Laurussia .

 

-Mais revenons après cette précision sur les chaines calédoniennes,  à la chaîne Hercynienne qui est née dans un premier temps de  la collision  du continent Gondwana avec Armorica  vers 390 Ma : ( cela concerne la branche sud de la chaîne Hercynienne ) après fermeture de l’océan Galice/ Massif -Central.

– puis ensuite ,  dans un second temps,  de la collision de  Laurussia  avec  le  continent Saxo Thuringien  puis avec Laurussia    (branche nord de la chaîne hercynienne) vers 360-350 Ma après fermeture des deux océans Rhéique .

-Il faut noter qu’avant qu’il y ait collision entre les continents, les océans Galice / Massif Central et Rhéique nord et méridional sont entrés en subduction sous Armorica  en sens contraire.

300 Ma  Pangée et  chaîne Hercynienne
300 Ma  Pangée et  chaîne Hercynienne (d’après Sciences de la Terre et de l’Univers ” Vuibert)
Massif de Belledonne
Massif de Belledonne

Les roches de la croûte océanique (ophiolites de couleur verte) que nous avons vues lors de notre sortie, sont bien plus anciennes que les roches de la croûte océanique de l’océan Téthys (qui s’est ouvert au Jurassique il y a 160 Ma) et visibles au Chenaillet.

CHAMROUSSE : UNE HISTOIRE GEOLOGIQUE TRES PARTICULIERE

Lacs Robert …Au fond la Chartreuse, le Vercors.

-les roches très anciennes (496 Ma) qui enserrent les lacs Robert datent de l’ère primaire (Paléozoïque) …

-Les ophiolites de Chamrousse figurent parmi les plus anciennes d’Europe. Ce sont des roches d’une ancienne croûte océanique.

-Ces roches de croûte océanique insérées par la suite au sein de chaînes de montagnes sont nommées « ophiolites ».

Les roches de la croûte océanique (ophiolites de couleur verte), les autres roches cristallines formant la chaîne de Belledonne (gneiss, amphibolites, granites etc..) sont bien plus anciennes que les roches de la croûte océanique de l’océan Téthys (qui s’est ouvert au Jurassique il y a 160 Ma) et qui sont visibles au Chenaillet : les roches de Chamrousse datent de 496 Ma.

Histoire de Chamrousse en schémas qui peut expliquer la raison pour laquelle on trouve ces très anciennes ophiolites au sommet du massif de Belledonne.

THEORIE DE MICHEL FAURE CONCERNANT BELLEDONNE ET CHAMROUSSE (scénario proposé par Michel Faure dans son document sur la chaîne varisque daté de 2021).

Lien : https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/chaine-varisque-France-4.xml#:~:text=la%20chaine%20varisque.-,La%20branche%20varisque%20orientale,pr%C3%A8s%20de%20la%20M%C3%A9diterran%C3%A9e%20(Fig

-Selon l’hypothèse de Michel Faure, les ophiolites de Chamrousse correspondraient à un plancher océanique de l’océan Rheïque méridional ..Elles sont datées de 496 Ma .

-Les massifs Alpins sous Chamrousse appartiendraient au petit continent Saxo-Thuringien.

-La partie externe de Belledonne (série satinée de micaschistes et séparée de la partie interne de Belledonne par l’accident médian de Belledonne) appartiendrait  au petit continent Armorica.

-En évoquant ces modèles, Michel Faure parle de « corrélations raisonnables ».

-D’autres hypothèses sont proposées par d’autres chercheurs.


-Ophiolites de Chamrousse = roches de la dorsale de l’océan Rhéïque méridional formées il y a 496 Ma.
-Roches sous Chamrousse =continent Saxo-Thuringien
-Domaine externe : micaschistes = anciennes turbidites appartenant selon Michel Faure à Armorica (datées de l’Ordovicien 485-444 Ma).
-Ces turbidites flyschoïdes vont se métamorphiser en micaschistes lors de la formation de la chaîne Hercynienne.
 

-Les ophiolites de Chamrousse “auraient” été préservées car elle se seraient retrouvées dans un fossé d’effondrement à la fin de la chaîne Hercynienne.

– Ce scénario concernant la préservation des ophiolites dans un fossé d’effondrement a été proposé par les géologues du CGO.

-La chaîne Hercynienne a été ensuite aplanie (pénéplaine d’une altitude de 250 m) à la fin du Primaire (250 Ma) et c’est grâce à la surrection des Alpes que, désormais ces roches anciennes datées du Primaire sont situées en altitude et forment entre autres la chaîne de Belledonne (la surrection de Belledonne date de la fin du Miocène (moins de 10 Ma).

Pénéplaine Hercynienne (dessin de Gidon dans Geo-Alp )

Suite de l’histoire de Chamrousse en schémas.

ROCHES OBSERVEES LORS DE LA SORTIE:

-Tout plancher océanique (de façon simplifiée) est constitué en partant du bas :

– de péridotites = roches du manteau qui subissent un métamorphisme hydrothermal en s’éloignant des dorsales et deviennent des serpentinites.

-puis de gabbros de même composition que le basalte mais cristallisés en profondeur )..

-et enfin plus près de la surface de basaltes en coussin (pillow-lawas) …

L’unité de Chamrousse est un plancher océanique faiblement métamorphisé par du métamorphisme hydro-thermal océanique .

METAMORPHISME HYDRO-THERMAL : de quoi s’agit-il ?

La croûte océanique depuis sa création à partir d’une dorsale jusqu’à ce qu’elle entre en subduction , va incorporer de l’eau de l’océan grâce à des fissures qui permettent une infiltration .

Au fur et à mesure de l’extension océanique et de l’éloignement de la dorsale, la température diminue et certains minéraux se transforment .

SERPENTINITES

A l’origine ce sont des péridotites = roches du manteau  (dunites faites de pyroxènes et de péridot = olivine ) ..

Elles se sont  métamorphisées en « serpentinites » (roches vertes « peau de serpent ») : métamorphisme hydro-thermal océanique .

On trouve dans ces serpentinites de la chromite : cette lentille de 150 m2 est économiquement inexploitable (à noter que tous les gisements de chrome sont liés à la péridotite…Chypre, Cornouailles  etc ) ..

serpentinites
Serpentines dans lesquelles sont situés les lacs Robert
Serpentinites dans lesquelles sont situés les lacs Robert

Présence également d’amiante dans les serpentines « chrysotiles »

Les anciens l’appelaient « chanvre des montagnes ».

Chrysotile trouvé lors de la balade
Chrysotile trouvé lors de la balade

GABBROS ET META-GABBROS

Les gabbros ont la même composition chimique que les basaltes mais ils ont cristallisé en profondeur .

L’ unité gabroïque de Chamrousse a 400 m d’épaisseur : on peut y trouver de beaux pyroxènes.

gros pyroxènes dans les gabbros

Les gabbros se refroidissent quand ils s’éloignent de la dorsale (extension du domaine océanique ) .

Ce refroidissement est démontré par la couronne d’amphibole entre le pyroxène et l’amphibole. On parle alors de structure “coronitique”.

Cette couronne indique la réaction : pyroxène + plagioclase + vapeur d’eau = hornblende (amphibole).

Les gabbros se déforment dans des fractures de coulissement liées à l’extension du bassin océanique : ce sont des flazers-gabbros.

Les pyroxènes cristallisent vers 1000 à 1200 °

-La hornblende (Amphibole) vers 500 °

-Vers 300 ° : formation de chlorite.

Ce qui se passe dans la chambre magmatique où vont cristalliser les gabbros .

-Les minéraux les plus lourds (ferro- magnésiens pauvres en silice) décantent en premier pour former de la péridotite dite cumulative (nommée wherlite).

-Puis ensuite, quand le magma est épuré en fer et en magnésium,  ce sont les plagioclases qui décantent et avec les pyroxènes et les ferro magnésiens qui restent, ils forment des gabbros lités …(ils se déposent en lits comme des sédiments dans un bassin) ..

-Les gabbros  ont la même composition chimique que les basaltes mais ont cristallisé en profondeur .

-Au- dessus des gabbros lités le magma cristallise en gabbro massif.

-Les flazers gabbros se forment dans des gabbros déjà solides mais encore mous. -Le litage des gabbros ce n’est pas du métamorphisme

gabbro
gabbro lité
Pyroxénolite  (les pyroxènes brillent beaucoup ) : une variété de péridotite constituée principalement de pyroxènes (90 % et plus) et d’olivine ..

-Les gabbros se refroidissent quand ils s’éloignent de la dorsale et se transforment en métagabbros ( c’est un métamorphisme hydrothermal rétrograde).

-Ce refroidissement est démontré par la couronne d’amphibole entre le pyroxène et l’amphibole. On parle de structure coronitique.

-Cette couronne indique la réaction : pyroxène + plagioclase + vapeur d’eau = hornblende (amphibole).

-Quand la température continue de diminuer d’autres minéraux apparaissent comme l’épidote à 400°, la chlorite à 300°.

-Les gabbros se déforment dans des fractures de coulissement liées à l’extension du bassin océanique : ce sont des flazers-gabbros.

-Des filons de basalte ou de dolérite non déformés recoupent ces méta-gabbros déformés.

Flazer-gabbro

BASALTES

Faits de pyroxènes et de felspaths  plagioclases blancs ..C’est une roche magmatique : les cristaux sont disposes n’importe comment ..La texture est dite porphyroïde car il y a de gros cristaux. Cette roche est magmatique et volcanique ..
Laves en coussin ( Bachat- Bouloud) .. ..La présence de ces laves en coussin , prouve que ce basalte est remonté sous une tranche d’eau ( 150 m) ..La nature du basalte différe quand l’eau est salée ou pas. Ces laves en coussins ont été vues lors d’une autre sortie.
laves en coussins (photo prise lors d’une autre sortie avec les geologues du CGO)

CARGNEULES

Quand nous sommes redescendus au Recoin de Chamrousse, nous avons traversé toute une large zone de dolomies appelées « cargneules » car  il ne subsiste plus que les parois de calcite .. Les dolomies sont des roches constituées de dolomite, un carbonate double de calcium et de magnésium ..Celles de Chamrousse sont datées du Trias (au moment du début de l’ouverture de la Téthys) .

Les cargneules sont des dolomies qui se sont déposées à proximité de dépôts de gypse  (évaporite qui se forme  dans des lagunes peu profondes). Les eaux séléniteuses chargées en sulfates par dissolution du gypse vont alors attaquer le magnésium de la roche qui devient toute perforée ..Il ne subsiste que les parois de calcite ..

Cargneule de Chamrousse
Cargneule de Chamrousse

MASSIF DE BELLEDONNE

-Dans le massif de Belledonne qui fait partie des massifs cristallins externes il y a deux rameaux séparés par l’accident médian de Belledonne (AMB) .

-Cet AMB correspondrait à l’accolement au Viséen supérieur (335 -326 Ma) de deux rameaux d’origines différentes qui a été remobilisé au Jurassique au moment de l’ouverture de Téthys.

– Un rameau interne dans lequel se trouve entre autres Chamrousse mais aussi toutes les anciennes roches de la chaîne Hercynienne (amphibolites, gneiss, granites etc )  est lui-même subdivisé en deux domaines :

– le domaine central qui comporte plusieurs unités métamorphiques (nappe de Chamrousse, unité de Rioupéroux-Livet, série du Taillefer) et le domaine oriental qui inclut aussi les massifs du Pelvoux et des grandes Rousses.

-Un rameau externe occidental nommé « série satinée » (micaschistes).

-Ce sont des anciennes turbidites flyschoïdes d’âge Ordovicien qui selon Michel Faure pourraient appartenir à Armorica.

-Ces turbidites se sont métamorphisées au moment de la formation de la chaîne Hercynienne au Viséen. 

-Les collines bordières de Belledonne datées du Lias donc bien plus récentes et en relation avec les marges sédimentaires de l’océan Alpin (Téthys) font aussi partie du rameau externe de Belledonne mais sont d’origine et de nature différentes.

Petit encart sur la faille de Vizille ou faille bordière de Belledonne toujours active et responsable de petits séismes.

-La faille de Vizille ou faille bordière de Belledonne est due au réajustement isostatique lors de la surrection de Belledonne il y a 5 Ma.

-C’est une faille décrochante “dextre“ (accompagnée d’un réseau de failles).

– « Elle est active sismiquement mais occulte sous la couche sédimentaire donc révélée par les épicentres de petits séismes (active à 7 kms de profondeur, lieu des foyers des séismes ».

Une belle balade, un paysage superbe, un temps estival et une ambiance sympathique !!

Geneviève Barbier et photos de Denis ..

 Décembre 2019

Sortie Chamrouss : septembre 2019 : CR Geneviève Barbier