Des fissures aux tremblements de terre

Dans la plupart des cas, ces fissures sont horizontales et se sont formées pendant les mouvements de mise en place (d’extrusion) de ces massifs constitués de roches venues des profondeurs, des roches magmatiques et métamorphiques. Le long des bordures, des deux côtés du massif du Mont Blanc, on trouve également des fissures verticales qui sont plus jeunes et qui se sont formées en lien avec des mouvements horizontaux de ces massifs.

L’image à gauche montre un four horizontal dans des schistes aux Valettes, près de Bovernier (Massif du Mont Blanc). A droite on voit une fissure verticale dans des grès métamorphisés (localité Tête Noire, Massif d’Aiguilles Rouges).

Ces derniers mouvements continuent à ce jour et causent régulièrement des tremblements de terre dans cette région.

Des fours remplis de solution saline

Les fissures alpines (fours) étaient originalement remplies d’un fluide chaud (essentiellement une solution saline). Ce fluide a aidé à garder les fissures ouvertes lorsque la roche encaissante a ensuite subi une déformation. Par contre, en déformant le fluide, un déséquilibre chimique s’est créé. Le déséquilibre a provoqué un cycle de dissolution et de cristallisation des minéraux jusqu’à ce qu’un nouvel équilibre chimique entre le fluide, les cristaux dans la fissure et la roche encaissante soit à nouveau atteint. Pour cette raison, les minéraux trouvés dans ces fissures alpines sont typiquement zonés, c’est-à-dire qu’ils sont formés de petites bandes correspondant chacune à un cycle.

Mont Blanc, vue de la Mer de Glace.

Les températures et les profondeurs de croissance des cristaux de quartz dans ces fours sont bien étudiées, mais l’âge de leur cristallisation est mal connu car ce minéral ne contient pas d’éléments qui permettraient une datation. D’autres minéraux datables ne fournissent pas l’âge de la cristallisation, mais le moment du refroidissement sous une certaine température après leur croissance.

La monazite comme moyen de datation ?

Dans un article paru dans le journal Tectonophysics, les auteurs utilisent un minéral rare, la monazite, trouvé dans les fissures avec les deux types d’orientations pour dater les différentes étapes de la croissance de ce dernier grâce à une sonde ionique. Dans ce cas, seule une sonde ionique est utilisable car elle possède une résolution spatiale suffisante pour dater individuellement les zones de croissance.

A partir de ces données, nous arrivons à déterminer la durée de cristallisation et à dater le changement de régime de déformation dans cette région. De rares reliquats dans des monazites recristallisées indiquent que les fissures horizontales de la première génération sont plus vieilles que 14 millions d’années. De plus, ces monazites peuvent enregistrer des épisodes de cristallisation à 11,5-10,5 millions d’années, et à 9 et 8-7 millions d’années. Par contre, la cristallisation de la monazite dans les fours verticaux ne commence qu’à 9 Ma, ce qui veut dire qu’ils ne se sont formés qu’autour cette période.

En comparant ces âges avec des données obtenues sur d’autres massifs alpins, on peut conclure que des mouvements horizontaux ont remplacé les mouvements verticaux à partir d’environ 11,5 Ma. C’est à ce moment que le Jura commence à se former.

Cette figure montre schématiquement les deux orientations de fissures qui se sont formées lors des mouvements verticaux (1) et, plus tard, lors des mouvements horizontaux.

Les monazites provenant des fours ne dépassent que rarement trois millimètres en taille. Souvent les cristalliers ne les reconnaissent pas ou ne s’intéressent guère à des minéraux si petits. La préparation en vue des datations nécessite une surface plane et polie qui passe par le centre du cristal. Avec un microscope électronique, il est possible d’obtenir une image du cristal poli qui révèle les zones de croissance et les étapes de dissolution.

 

 Article original disponible à la bibliothèque du Muséum

Article scientifique disponible sur en full access: Bergemann, C.A., Gnos, E. and Whitehouse, M., 2019. Insights into the tectonic history of the Western Alps through dating of fissure monazite in the Mont Blanc and Aiguilles Rouges Massifs. Tectonophysics, 750, pp.203-212.