Modélisations géométriques 3D et champs de déformations dans les Alpes du Sud

3D-geometrical modeling and strain pattern in the Southwestern Alps

• Auteur / Autrice : Dimitri Schreiber
• Direction : Jean-Marc Lardeaux, Michel Corsini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Prospection géophysique

Alpes (Sud)

Tectonique

Modélisation tridimensionnelle

Résumé

Ce travail de thèse présente une analyse géologique intégrée combinant la cartographie et la géologie structurale, la modélisation géométrique 3D et la modélisation géophysique, dans le l’objectif de caractériser les champs de déformations et les déplacements qui affectent les chaînes subalpines méridionales du Crétacé supérieur à l’actuel. Nous montrons qu’il est possible d’intégrer les données géologiques, tectoniques et géophysiques dans un même espace de référence et proposons des modèles géométriques 3D de quelques bassins sédimentaires remarquables (Bassin Crétacé du Sud-Est, bassins flexuraux Paléogènes de l’arc de Nice, bassin Miocène de Roquebrune-Cap-Martin) et de la topographie du Moho dans les Alpes du Sud. Nos résultats montrent que : L’évolution tectonique et sédimentaire des chaînes subalpines méridionales au Crétacé supérieur est contrôlée par le raccourcissement subméridien attribué d’une part, à la phase Pyrénéo-Provençale et d’autre part à l’initiation de subduction de la Téthys alpine. Après une période d’émersion généralisée à la fin du Crétacé supérieur, la transgression Nummulitique sur la plateforme européenne est contrôlée par le sous-charriage vers le Nord-Est de l’avant pays sous le prisme de collision alpin. Cette tectonique en raccourcissement génère le plissement et la flexure de la plateforme sur laquelle se déposent des sédiments syn-orogénique d’âge Eocène supérieur. Cette déformation (D1) qui se poursuit jusqu’au Chattien, entraîne la formation de plis N140°, dans leur position actuelle, dans les chaînes subalpines méridionales associées à une schistosité de plan axial. Cette déformation est suivie d’une phase de raccourcissement (D2) d’axe N-S d’âge Miocène inférieur qui entraîne l’apparition de structures tectoniques superposées dans la région. Cette phase de déformation N-S, associée à l’exhumation du massif de l’Argentera-Mercantour, s’échelonne du Miocène à l’actuel dans la couverture sédimentaire décollée et les molasses Pliocènes du bassin du Var. A l’échelle crustale, l’ensemble des déformations affectant les chaînes subalpines de l’Eocène à l’actuel sont contrôlées par le poinçonnement de la lithosphère européenne par l’anomalie mantellique du corps d’Ivrée. Cette écaille de manteau localise et transfère encore aujourd’hui la déformation et contrôle à la fois le raccourcissement des zones externes et l’exhumation des zones internes.

We present the results of an integrated geological study which combine geological mapping and structural analysis, 3D geometrical modelling and geophysical modelling in order to characterize the superposed strain patterns of the Southwestern Alps at various scales. We propose 3D geometrical models of some remarkable sedimentary basins (Cretaceous South-East basin, Paleogene foreland basins of the Arc de Nice, Miocene basin of Roquebune-Cap-Martin) and of the Moho topography in the Southwestern Alps. These results support the following tectonic history : The tectonic and sedimentary evolution of the Southern subalpine chains during late Cretaceous times is ascribed to a submeridian crustal shortening coeval with eht Pyrenean-Provence de formation phase and the initiation of the subduction of the Alpine Tethys. The Nummulitic transgression which took place in the Southern subalpine chain followed an emersion period generalized to the whole European platform at the end of the late Creataceous. The return of the Overlapping Tertiary sedimentation is controlled by the northeastward underthrusting of the foreland below the alpine collision wedge. The resulting crustal shortening lead to buckle folding and flexuring of the alpine foreland? The related synclines are filled by the syn-orogenic sedimentary sequence of the late Eocène trilogy. This deformation (D1), active until Chattian ages, lead to the appearance of N140° striking folds, in the present-day, to the exhumation of the Argentera-Mercantour crystalline massif. This tectonic feature lead to the down-sliding of the Mesozoic and Cenozoic sedimentary cover toward the south and the deformation of the Pliocene mollasic basin of the Var valley. At crustal scale, the finite strain partitioning observed in the Southern subalpine chains, from Eocene time to present-day is controlled at depth by the indentation of the European lithosphere by the Ivrea body. This mantle slice localizes and transfers the deformation. This later controls the crustal shortening of the external zones and the exhumation of the internal zones.