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Thèse en sciences de la Terre, soutenue le 6 décembre 2023 par Alessia Tagliaferri, rattachée à l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.
La région Lépontine constitue le cœur des Alpes d’Europe centrale. Elle a une structure en dôme et à l’intérieur est formée par des unités rocheuses qui enregistrent des conditions de pression et de température typiques des orogènes de collision. Les températures enregistrées par les minéraux sont élevées (environ 600-650 °C) et l’origine de la chaleur qui a affecté les unités n’est pas encore claire.
Dans cette thèse, nous avons utilisé plusieurs branches de la géologie pour étudier la contribution des différentes sources de chaleur au bilan thermique global du dôme Lépontin. Notre étude a révélé l’âge des événements alpins qui ont juxtaposé les unités Lépontines, leur provenance et leur évolution.
Nous avons simulé l’empilement d’unités rocheuses à l’aide de modèles numériques. Ces modèles montrent que la chaleur est principalement transportée par le mouvement des roches et que la conduction agit simultanément.
Sur le terrain, nous avons réalisé une cartographie géologique extensive pour définir les lithologies et les structures des roches. Le travail sur le terrain nous a permis de découvrir de nouvelles unités rocheuses et de mieux caractériser la transition entre les unités à grande échelle constituant le dôme Lépontin. A partir de 13 échantillons, nous avons extrait 1158 cristaux de zircon que nous avons analysés et datés à l’aide de la technique U-Pb. Nous proposons un scénario géodynamique impliquant une unité alpine majeure à grande échelle qui s’est déplacée sur une zone de cisaillement pendant son exhumation. La mise en place de cette unité a généré le principal épisode de chauffage à 31-33 Ma, qui est diffus et qui a produit des conditions de température maximale. Localement, dans le sud, nous documentons des injections magmatiques/fluides datant de 22-24 Ma, qui proviennent de régions encore chaudes dans les racines de l’orogène.
L’évolution thermique après le principal épisode de chauffage a été régionalement complexe et spatialement hétérogène. Nous avons étudié l’histoire du refroidissement dans des conditions proches du pic (environ 31 Ma) pour 6 échantillons. Les roches se sont refroidies très rapidement (plus de 100 °C/Ma) dans la zone de cisaillement principale et lentement (2 °C/Ma) au cœur du dôme Lépontin. Les taux de refroidissement élevés dans la zone de cisaillement indiquent une production de chaleur à court terme pendant le pic, que nous associons à la chaleur produite par la friction pendant la mise en place de l’unité alpine principale.
En conclusion, le mouvement de l’unité majeure a provoqué un transport de chaleur et une production locale de chaleur due à la friction à sa base, ce qui a contribué avec la conduction au bilan thermique du dôme Lépontin.