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Les fissures alpines (fours) se sont formées pendant ou après un pic de métamorphisme régional
Les Alpes sont le résultat de deux orogénèses, des épisodes de formation des montagnes. Pendant ces orogénèses, les fissures se sont formées tardivement après la mise en place des nappes, c’est-à-dire du charriage sur de grandes distances d’énormes séries de couches de roches. Ces fissures sont aujourd’hui des cavités contenant de beaux cristaux.
Les datations des monazites ont montrés que les fissures alpines se sont formées lors de plusieurs épisodes pendant la formation des Alpes :
- durant l’orogenèse précoce au Crétacé affectant seulement les Alpes orientales il y a environ 90 Ma,
- durant l’exhumation de roches subductées, entre -36 et -30 Ma, c’est-à-dire lorsque des roches enfouies sous une autre plaque sont remontées à la surface,
- durant l’exhumation de dômes métamorphiques entre -25 et -12 Ma,
- et finalement en connexion avec des mouvements horizontaux tardifs le long de failles entre -12 et -5 Ma.
Les fissures alpines étaient originalement remplies d’un fluide chaud
Ce fluide était essentiellement une solution saline qui, avec la température croissante liée au métamorphisme, s’est enrichi d’huiles, de méthane, de rien de particulier ou de CO2. Ce fluide a contribué à garder les fissures ouvertes lorsque la roche encaissante subissait une déformation et a facilité le transport d’éléments depuis la roche encaissante vers la fissure. Chaque nouvelle déformation provoquait un déséquilibre chimique, suivi d’un cycle de dissolution et de cristallisation des minéraux jusqu’à ce qu’un nouvel équilibre soit à nouveau atteint entre le fluide, les cristaux dans la fissure, et la roche encaissante. Pour cette raison, les minéraux trouvés dans ces fissures alpines sont typiquement zonés, c’est-à-dire formés de petites bandes correspondant chacune à un cycle de croissance. Les études des fluides présentes dans les cristaux de quartz indiquent des conditions de formation de 450-550°C et 0.3-0.6 GPa ou en dessous. Ces pressions correspondent à une profondeur d’environ 5-16 km dans la croûte terrestre.
L’habitus d’un cristal décrit sa morphologie caractéristique
Dans le cas du quartz, le minéral dominant dans les fissures alpines, son habitus, c’est-à-dire sa forme caractéristique, est directement lié au type de fluide dans lequel il a poussé (voir schéma ci-dessous). Et comme le type de fluide change avec le degré de métamorphisme, la morphologie du quartz change aussi. Qui sait reconnaître la morphologie caractéristique d’un cristal de quartz peut donc estimer la température de sa formation n’importe où sur la Terre.
→ Article scientifique disponible en open access : Gnos, E., Mullis, J., Ricchi, E., Bergemann, C.A., Janots, E. and Berger, A., 2021. Episodes of fissure formation in the Alps: connecting quartz fluid inclusions, fissure monazite age, and fissure orientation data. Swiss Journal of Geosciences. https://sjg.springeropen.com/articles/10.1186/s00015-021-00391-9