Le magmatisme calco-alcalin des Alpes occidentales

Le magmatisme calco-alcalin de la zone Sesia ne représente pas une marge active au sens strict : il est intrusif, d'âge oligocène (30-31 millions d'années) et donc tardif dans l'histoire de cette zone. Il apparaît postérieurement au processus de subduction. Ce magmatisme calco-alcalin observé dans la zone Sesia est à relier au détachement du slab européen. Le magma produit, suite à la remontée de matériel asthénosphérique, a été collecté et canalisé le long d'une structure tectonique majeure à l'échelle des  : la ligne Insubrienne. Cette exemple illustre les relations entre structure d'échelle lithosphérique et magmatisme.

Source - © 2002 S. Schwartz

Figure 3. Carte simplifiée des Alpes occidentales

Actuellement le massif de Sesia se trouve en position haute dans l'édifice tectonique des zones internes où il chevauche les unités océaniques piémontaises (fig 3).

Il correspond à de la croûte continentale d'affinité apulienne et non européenne. Il s'agit d'une des unités austro-alpines. Ce massif a été métamorphisé au cours de l'orogenèse alpine dans les conditions du faciès éclogitique 14-16 kbar, 550°C (Lardeaux et Spalla, 1991). Cet événement de haute pression a été daté entre 70 et 65 millions d'années (Duchêne et al., 1997).

La zone Sesia a donc clairement été enfouie à grande profondeur bien avant les unités continentales européennes comme le massif de Dora Maira (DM) dont la ultra haute pression (30 kbar, 700-750°C) a été daté entre 32 et 40 millions d'années (Duchêne et al., 1997 ; Tilton et al., 1991) ou encore les unités océaniques piémontaises éclogitiques (50-55 millions d'années).

La zone Sesia correspond donc à une portion de marge continentale africaine précocement subduite dans le manteau puis exhumée alors que la dynamique de convergence entre Europe et Afrique était Nord-Sud (fig 4).

Source - © 2002 S. Schwartz

Figure 4. Relation entre la cinématique Europe/Afrique et le métamorphisme éclogitique des Alpes occidentales

Sa position actuelle résulte du processus tardif de collision (postérieurement à 40 millions d'années) entre les marges africaine et européenne, dans une dynamique de convergence Est-Ouest. Ce changement de cinématique globale des plaques est mal documenté. Par contre ce changement de cinématique (passage Nord-Sud à Est-Ouest) va être accommodé par de grandes structures décrochantes d'échelle crustale comme la ligne insubrienne.

Cette structure tectonique majeure à l'échelle des Alpes limite à l'Est l'Afrique des zones internes à l'Ouest.

Source - © 2002 S. Schwartz

Figure 5. La ligne insubrienne, une structure d'échelle crustale

D'après les modèles récents de la structure profonde de l'édifice alpin (Schwartz, 2002), cette structure verticale décrochante dextre vient s'enraciner profondément dans le manteau (20 km) pour venir s'amortir horizontalement le long du chevauchement pennique frontal (fig 5). Ces deux structures délimitent les zones internes.

Sur la carte d'Annecy au 1/250 000, le magmatisme calco-alcalin se localise à l'aplomb de la zone Sesia mais également le long de la ligne insubrienne. Si on change d'échelle, nous trouvons au Nord-Est des volumes plus importants de roches magmatiques calco-alcalines comme le massif de Bergell ou de l'Adamelo disposés toujours le long de cette structure décrochante (fig 6).

Source - © 2002 S. Schwartz

Figure 6. Localisation des principales masses plutoniques associées à la ligne insubrienne et au décrochement périadritique

Modifié d'après Polino et al. 1990.

Ces observations montrent que la ligne insubrienne d'échelle crustale joue un rôle important dans la collecte et la mise en place des magmas lors du détachement d'une portion de lithosphère européenne (fig 7).

Figure 7. Mise en place du magmatisme calco-alcalin le long de la ligne insubrienne

En conclusion, la zone Sesia avec ces quelques volumes de magmatisme calco-alcalin, ne représente pas une marge active au sens strict : le magmatisme calco-alcalin (Oligocène) est tardif dans l'histoire de cette zone et apparaît postérieurement au processus de subduction. De plus ce magmatisme calco-alcalin observé dans la zone Sesia est à relier au détachement du slab européen.

Source - © 2001 M. Boyet et al., modifié

Figure 8. Modélisation géodynamique : mise en place du magmatisme oligocène alpin

Coupe à l'échelle lithosphérique.

Ce magmatisme produit, suite à la remontée de matériel Asthénosphérique, sera collecté et canalisé le long de la ligne Insubrienne. Cette exemple illustre les relations entre structure d'échelle lithosphérique et magmatisme.