Ophiolites et fragments ophiolitiques : exemples pris dans le cadre français

Situé à l'Est de Briançon, le massif du Chenaillet fait les délices des élèves de lycée depuis les années 2000. On y trouve des basaltes bien préservés (Fig. 26), des gabbros et des péridotites. Bien que souvent assimilé à un matériel obducté - car non métamorphique – le Chenaillet ne possède toutefois pas l'ensemble de la “panoplie” nécessaire : pas de semelle amphibolitique, pas de base mantellique très déformée, et une extension très modeste, de l'ordre de 5-10 km tout au plus.

Il est plutôt à rapprocher des “copeaux” trouvés en position avant-arc, qui affleurent par exemple en Amérique du Nord. Un exemple notoire constitue l'assise même du Golden Gate Bridge, au Nord de San Francisco : c'est l'écaille tectonique de Marine Headlands, ancien morceau de lithosphère ou mont sous-marin étêté à l'entrée de la subduction, écaillé et non métamorphisé. Il présente des basaltes, des radiolarites et quelques fragments de manteau, et possède du reste une dimension comparable à celle du Chenaillet.

Appartenant à un secteur plus “interne”, c'est-à-dire plus transformé, des Alpes, le massif du Mont Viso domine de ses 3841 m la plaine du Pô.

Tout comme le Chenaillet, le Viso dérive du domaine liguro-piémontais, l'une des deux branches de l'océan alpin (Lemoine et al., 1986 [13] ; Agard et Handy, 2021 [1]). Cet océan était de type lent, comme le plancher de l'Atlantique actuel : en attestent le type de péridotite (des lherzolites), l'abondance du manteau par rapport à la croute, ou encore la présence fréquente de sédiments déposés à même le manteau (notamment les “ophicalcites”).

Les transformations minéralogiques du Viso témoignent, selon ses sous-unités, de rééquilibrations thermodynamiques à des profondeurs comprises entre 50 et 80-100 km (jusque vers des pressions de 2,8-3 GPa) pour des températures de l'ordre de 550°C. Les métabasaltes montrent des associations minéralogiques caractéristiques : pour les unités schistes bleus, l'amphibole bleue (glaucophane) associée à la lawsonite ou l'épidote, voire le grenat et, pour les éclogites, le grenat et le clinopyroxène sodique de nature jadéitique (appelé omphacite). Le Viso correspond donc à un fragment de l'océan alpin subducté à grande profondeur puis “miraculeusement” remonté et préservé.

Source - © 2021 Philippe Agard

Figure 27. Le fragment ophiolitique métamorphisé du Mont Viso

a) Regard panoramique vers le Sud sur le Queyras. Le Pelvas d'Abries ou la Crête des Lauzes constituent des fragments ophiolitiques au sein de l'unité des Schistes Lustrés.

b) Panoroma sur l'unité du Lago Superiore du Mont Viso.

c) Coupe schématique de l'unité du Lago Superiore (d'après Angiboust et al., 2011 [5]).

d) Brèche éclogitique : la fracturation, vraisemblablement sismique, s'est déroulé vers 80 km de profondeur et a pulvérisé la roche en fragments éclogitiques cimentés par… des minéraux éclogitiques cristallisés à 80 km de profondeur également (Angiboust et al., 2012 [6]).

À bien des égards le Viso est un fragment ophiolitique assez ordinaire parmi la galerie de ceux préservés de par le monde. Mais il possède une caractéristique tout à fait remarquable : l'une de ses unités tectoniques, celle du Lago Superiore, constitue un fragment pratiquement intact des premiers kilomètres de la lithosphère plongeante (le slab), le plus continu connu à ce jour. Bien que ses roches aient été enfouies à 80 km de profondeur, la séquence manteau/gabbro/basalte/sédiment y est globalement préservée (Fig. 27) !

On décèle même, dans les plus résistantes de ces roches profondément transformées, et le plus souvent déformées de manière intime, ductile, des traces de fracturation en faciès éclogitique : ainsi ces brèches éclogitiques formées vers 80 km de profondeur aux dépens de métagabbros constituent vraisemblablement la cicatrice d'anciens séismes (Fig. 27 ; Angiboust et al., 2012 [6] ; Locatelli et al., 2018 [14]).

D'autres fragments ophiolitiques kilométriques ou pluri-kilométriques similaires jalonnent les Alpes Occidentales (et les anciennes sutures océaniques sur le globe ; figure 1c du volet #1), comme les massifs de Zermatt-Saas, de Lanzo, du Rocciavre, du Mont Avic, etc.

La minéralogie de ces fragments révèle également des conditions d'équilibre le long d'un gradient de ~10°C/km, typique des zones de subduction (Agard et al., 2018 [2]). Ils ont du reste atteint des profondeurs comparables à celle de l'unité du Lago Superiore du Viso, de l'ordre de 80 km.

Source - © 2021 Philippe Agard

Figure 28. Évolution tectonique très simplifiée replaçant les massifs du Chenaillet (non-métamorphique), du Queyras (ici parmi les Schistes Lustrés) et du Mont Viso

Dans le cas des Alpes Occidentales, tous ces vestiges de lithosphère océanique, Viso compris, les plus spectaculaires de la chaine du point de vue minéralogique, proviennent en réalité des domaines situés jadis au bord du continent européen (Fig. 28). Leurs âges d'enfouissement sont en effet à peine plus vieux (de ~5 Ma) que ceux d'enfouissement du bord de la marge continentale, qui a subi une phase de subduction continentale, comme en Oman ou Nouvelle Calédonie, avant la collision alpine. L'âge de cristallisation magmatique initiale des gabbros (et basaltes) de ces fragments ophiolitiques date du début de l'histoire de l'expansion océanique de l'océan alpin (~170-155 Ma), ce qui les place bien parmi les fragments océaniques les plus anciens, situés non loin du continent.