Th. 3e cycle--Géol. de l'ing.--Nancy--I.N.P.L., 1982.

Thesis--Freiburg. / Vita.

Th. 3e cycle--Géol.--Rennes 1, 1984. N°: 837.

Le but de cette thèse est l'utilisation d'une approche multidisciplinaire qui combine des techniques d'analyse pétrologique, de la géochimie et de la thermochronologie afin de reconstituer l'évolution des Alpes occidentales pendant l'Oligocène et le Miocène et d'en déduire les implications géodynamiques. Ces techniques permettent à la fois d'identifier le bassin de drainage des sédiments et les taux d'exhumation dans ce bassin de drainage. L'enregistrement de cette évolution est préservé dans les bassins d'avant pays de chaque côté des Alpes occidentales en France et en Italie. Les techniques d'analyse pétrologique utilisées ici sont l'observation macroscopique, l'observation en lames minces, l'analyse par spectromètre Raman et l'étude de minéraux lourds. De nombreuses études ont été réalisées afin d'analyser les minéraux lourds des bassins alpins. Celles-ci permettent de déterminer la provenance des minéraux. Lors de ce projet, nous avons réalisé des analyses Raman sur des serpentinites permettant de distinguer les différents types de serpentinites. Or les Alpes internes montrent une gradation du métamorphisme croissant vers l'est, qui implique une variation des types de serpentinites vers l'est (association lizardites et antigorites dans les zones de basse température, antigorites exclusivement dans les zones de haute température). L'analyse de l'arrivée des différents types de serpentinites de part et d'autre de la chaîne permet de définir la position des réseaux de drainage dans les Alpes internes et de positionner la ligne de partage des eaux. La géochimie sur les basaltes détritiques permet d'analyser le type de basaltes et donc d'identifier leurs sources. Des basaltes non métamorphiques ont été identifiés en quantité importante dans les bassins d'avant-pays côté français démontrant la répartition importante de matériels océaniques obduits sur les Alpes internes à l'Oligocène. Les âges de thermochronologie détritique comparés à l'âge de dépôt permettent de déterminer le lag-time et donc le taux d'exhumation maximum de la zone érodée. En effet, la modélisation des isothermes permet de déterminer un taux d'exhumation à partir du lag-time. L'analyse des taux d'exhumation le long de la colonne stratigraphique à Barrême montre un pulse d'exhumation à partir d'une période très brève dans le temps : 30±1 Ma à des taux d'exhumation compris entre 1,5 à 2 km/Ma, qui correspond à la mise en place des Alpes internes. Ces taux d'exhumation correspondent à des taux d'exhumation importants mais inférieurs à ce que l'on peut trouver dans l'Himalaya actuellement. Ils sont toutefois comparables à l'activité d'exhumation dans des montagnes jeunes. De récents travaux de modélisation montrent que le retrait de slab peut être consécutif à une rupture de slab profond. Notre équipe propose que dans les Alpes occidentales, la rupture et le retrait de slab a permis la mise en place du corps d'Ivrea comme un poinçon au dessus du slab. / The aim of this dissertation was to use a multidisciplinary approach, combining petrologic, geochemical and geo-thermochronologic analyses, to reconstruct the topographic and exhumational evolution of the Western Alps during Oligocene and Early Miocene times, in relation to regional geodynamic events. Because the sedimentary record of this evolution is preserved in the foreland basins on the both sides of the Western Alps in France and Italy, this approach allows identifying sediment provenance and exhumation rates in the drainage areas. Petrological analyses used here were macroscopic observations in the field (pebbles counts), thin section analyses, and Raman spectrometry on detrital serpentinite pebbles and serpentine sand grains. The different serpentine species (antigorite, lizardite etc.), can be traced back to specific source lithologies because the metamorphic grade of the rocks exposed in the Western Alps increases eastward, with antigorite (HT serpentine) bearing rocks in the eastern piedmont complex and mixed lizardite-antigorite (LT serpentine) in the western piedmont complex. Analysis of serpentine species in the foreland basin deposits on both sides of the Alps allows determining changes in the paleo-Durance and paleo-Dora Riparia drainage areas and the position of the drainage divide, which have not changed since the Early Miocene. Major and trace element analyses of non-metamorphic basalt pebbles from the Barrême basin hint at the Chenaillet (or equivalent) obducted ophiolite in the internal Western Alps as the most likely source. Fission-track (FT) analysis of detrital apatite and zircon were used to determine maximum and average exhumation rates during the Oligocene. A pulse of fast erosional exhumation at about 30±1 Ma had rates on the order of 1.5-2 km/Myr, while average rates were about 0.2-0.3 km/Myr. FT and U/Pb double dating of single zircons show that the signal of fast exhumation is not an artifact caused by volcanic contamination at around 30 Ma. The rapid creation of high relief and associated exhumation rates are related to isostatic surface uplift after slab break-off beneath the Western Alps at 35-30 Ma, followed by slab retreat which allowed emplacement of the Ivrea body vertical indenter that supports the high topography in the internal Western Alps.

Description stratigraphique, tectonique des formations du bassin chambérien.

Zugl.: Bern, Universiẗat, Diss., 1988.

abstract: Understanding the evolution of the Himalayan-Tibetan orogen is important because of its purported effects on global geodynamics, geochemistry and climate. It is surprising that the timing of initiation of this canonical collisional orogen is poorly constrained, with estimates ranging from Late Cretaceous to Early Oligocene. This study focuses on the Ladakh region in the northwestern Indian Himalaya, where early workers suggested that sedimentary deposits of the Indus Basin molasse sequence, located in the suture zone, preserve a record of the early evolution of orogenesis, including initial collision between India and Eurasia. Recent studies have challenged this interpretation, but resolution of the issue has been hampered by poor accessibility, paucity of robust depositional age constraints, and disputed provenance of many units in the succession. To achieve a better understanding of the stratigraphy of the Indus Basin, multispectral remote sensing image analysis resulted in a new geologic map that is consistent with field observations and previously published datasets, but suggests a substantial revision and simplification of the commonly assumed stratigraphic architecture of the basin. This stratigraphic framework guided a series of new provenance studies, wherein detrital U-Pb geochronology, 40Ar/39Ar and (U-Th)/He thermochronology, and trace-element geochemistry not only discount the hypothesis that collision began in the Early Oligocene, but also demonstrate that both Indian and Eurasian detritus arrived in the basin prior to deposition of the last marine limestone, constraining the age of collision to older than Early Eocene. Detrital (U-Th)/He thermochronology further elucidates the thermal history of the basin. Thus, we constrain backthrusting, thought to be an important mechanism by which Miocene convergence was accommodated, to between 11-7 Ma. Finally, an unprecedented conventional (U-Th)/He thermochronologic dataset was generated from a modern river sand to assess steady state assumptions of the source region. Using these data, the question of the minimum number of dates required for robust interpretation was critically evaluated. The application of a newly developed (U-Th)/He UV-laser-microprobe thermochronologic technique confirmed the results of the conventional dataset. This technique improves the practical utility of detrital mineral (U-Th)/He thermochronology, and will facilitate future studies of this type. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Geological Sciences 2011

Cette étude a été effectuée sur deux formations dans les Alpes françaises: a) La Molasse rouge oligocène de Barles qui est un dépôt fluviatile (alternance de grès silteux et de marnes, de silts et de marnes dans la plaine d'inondation; grès dans les chenaux), dont la couleur originelle de cette molasse est grise. b) Les Sables éocènes du Royans dont la couleur originelle est blanche. La coloration rouge de ces deux formations est authigène et se produit par des processus postérieurs aux dépôts. Les analyses de la diffractométrie X, de microscopes (polarisant et microscope électronique à balayage) et de géochimie montrent que la nature des minéraux parents du fer est différente entre ces deux terrains mais leurs processus de rubéfaction sont les mêmes. 1) Nature des minéraux parents du fer: Dans la Molasse rouge, le minéral parenté du fer est la glauconie détritique. Dans les Sables éocènes, ce sont, d'une part, des minéraux ferromagnésiens détritiques et d'autre part, des produits d'altération. 2/ Processus: Après leurs dépôts, les sédiments de ces deux formations subissent les mêmes processus de la coloration en rouge: * Altération par hydrolyse des minéraux parents du fer, cette altération est liée à l 'eau percolée et au milieu oxydant de la surface. Car le faciès rouge se trouve toujours au sommet de la formation et la teneur en minéraux parents du fer diminue du faciès originel au faciès rouge. Cette altération se produit dans un milieu acide confirmé par la néoformation de la kaolinite (plaquettes hexagonales et les feuillets en accordéon) . * Deshydratation de goethite: La goethite existe dans le faciès rouge depuis la limite inférieure, alors que l'hématite se développe de plus en plus vers le sommet de ce faciès. Ceci montre que les minéraux parentés du fer libèrent du fer ferrique qui cristallise en goethite et cette dernière se des- hydrate en hématite. * Un lessivage étant simultané avec cette altération provoque un départ vers le bas de certaines espèces chimiques telles que Si02, Na20 et une accumulation au sommet des autres, Al203,Fe203, Ti02. Ce lessivage est marqué par la forme de pénétration du faciès rouge dans le faciès originel. Les autres phénomènes observés sont la transformation des argiles, l'épigenèse calcitique et la dissolution du quartz.

Cette thèse étudie les formations quaternaires , molassiques et l'hydrogéologie de la basse vallée de l'Arve.

L'historique montre que les terrains, tertiaires "molassiques " des synclinaux de Novalaise et de Chambéry n 'avaient jamais été l'objet d'une étude stratigraphique approfondie et qu'il était difficile de connaître leurs rapports stratigraphiques avec les séries miocènes du Bas Dauphiné et de Provence décrites par G. DEMARCQ. C'est pourquoi ce travail comporte: - Une étude stratigraphique fine étayée par la sédimentologie et précisée par la cartographie ; -Une étude sédimentologique complète qui permet de proposer une paléogéographie des temps miocènes et finimiocènes. en précisant notamment les zones d 'apports, les styles de transport et de dépôts, les climats . - Une étude tectonique complémentaire basée sur les nouvelles données stratigraphiques et cartographiques. Cette étude permet de comprendre certaines données sédimentologiques impossibles à expliquer sans elle .