Stages TS

La dynamique de la lithosphère :
transformations géologiques en domaine continental

« Révéler ce qui se cache derrière le simple constat des faits »

(Freeman Tilden)

Objectif général du stage 

La pratique du terrain permet de dégager les caractéristiques de la lithosphère continentale et d’en comprendre l’évolution (thème 1-B).

Les chaînes de montagne sont le lieu privilégié où l’on peut recueillir des informations permettant de :

  • Reconstituer une partie du scénario de l’histoire de la chaîne (thème 1-B-1).
  • Illustrer les épisodes subduction et collision de la convergence lithosphérique (thèmes 1-B-2 et 1-B-3).
  • Introduire l’idée d’un recyclage de la croûte continentale à partir de l’étude du phénomène sédimentaire (érosion-transport-sédimentation) et des mécanismes de destruction des reliefs (thème 1-B-4).

Notre stratégie pédagogique

EN SALLE (préférentiellement) :
- un exposé préparatoire rappellera les acquis de Première S. Cet exposé sera modulé selon l’état d’avancement de la réalisation du programme par le professeur.
- le stage sera présenté dans sa globalité.

La géolpoch’, en cohérence avec notre stratégie pédagogique, sera distribuée à l’issue de cet exposé à chaque élève et sera systématiquement utilisée au cours du stage.

SUR LE TERRAIN nous privilégions une description des objets (document de terrain) puis leur exploitation.

Programme stage 3 jours

Ce programme est donné à titre indicatif, nous pouvons l'adapter à des durées de stage de 1 à 4 jours.

J1 matin – Guil ou Galibier : indices tectoniques du raccourcissement-empilement en domaine continental

Programme TS (Thème 1-B-1): L'épaisseur de la croûté résulte d'un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On trouve des indices tectoniques : plis, failles, nappes.

Objectifs :

Repérer, à différentes échelles, des indices simples de modifications tectoniques du raccourcissement et de l’empilement.

Déroulement :
Exposé – présentation

Terrain :
Village de Saint-Clément (panorama) / Entrée du Guil (panorama et itinéraire)
ou cols du Lautaret et Galibier (panorama et itinéraire).

Pli de Saint-Clément

  • Description du paysage et repérage du pli.
  • Exploitation des indices tectoniques (pli) en terme de raccourcissement-épaississement.

Nappes du Guil ou chevauchement majeur du Galibier

  • Description du paysage.
  • Données de terrain : Réalisation d’une coupe géologique permettant de détecter un contact anormal. Visualiser ce contact anormal dans ce paysage.
  • Interprétation : notion de nappes.
  • Exploitation dynamique : le raccourcissement - épaississement lié à un empilement d'unités tectoniques est dû à la convergence lithosphérique (collision dans le contexte de la formation des chaines de montagnes – thème 1-B-2)

—> Document de terrain - exploitation.

Complément si Lautaret - Galibier :

 Thème 2-A : Enjeux planétaires contemporains – Géothermie et propriétés thermiques de la Terre.

Source d’eau chaude de Mônétier-les-Bains : Étudier une exploitation géothermique (ressource naturelle naturelle « inépuisable »).

 

J1 après-midi – Vallouise ou Combeynot : indices pétrographiques du raccourcissement en domaine continental

 Thème 1-B-1 : L'épaisseur de la croûté résulte d'un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On trouve des indices pétrographiques : métamorphisme, traces de fusion partielle.

Objectifs :

Repérer, à différentes échelles, des indices simples de modifications pétrographiques du raccourcissement et de l’empilement.

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : vallée de Vallouise ou massif du Combeynot (Lautaret).

  • Étude des roches (granites, gneiss, migmatites) : recensement des indices tectoniques et pétrographiques.
  • Exploitation : les processus de transformation (en phase solide - le métamorphisme, et la fusion partielle) liés au contexte d’épaississement propre à la chaîne de montagne.
  • Présentation des processus d’érosion et des phénomènes tectoniques qui ont permis de retrouver ces roches en surface (thème 1-B-4).

—> Document de terrain - exploitation.

J2 journée- le massif du Chenaillet, découverte d’une lithosphère océanique fossile

 Thème 1-B-2 : La convergence lithosphérique, le contexte de la formation des chaînes de montagnes. Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d’un domaine océanique disparu (ophiolites). « La suture » de matériaux océaniques résulte de l’affrontement de deux lithosphère continentales (collision).

Objectifs :

  • Identification d’une lithosphère océanique
  • Exploitation en terme d’ophiolite : lambeau de fond océanique charrié sur la croûte continentale à la faveur de la collision entre deux continents.

Remarque : la croûte océanique a emmagasiné de l’eau au cours de son histoire (thème 1-B-3). La présence de minéraux hydroxylés (minéraux verts) sera soulignée sans évoquer les réactions chimiques du métamorphisme hydrothermal.

Déroulement :

Exposé – présentation

Terrain :

Itinéraire depuis Cervières –> Mur des Aites 1800m –> lac des Sarailles 2200 m –> arête Ouest 2500m. Retour Cervières par le même sentier ou par celui de Peyre Moutte.

Arête ouest 2300 m les serpentinites - 2350m gabbros - circulations hydrothermales – filons - 2450 m basaltes

  • Panorama depuis le lac des Sarailles : face Sud du massif.
  • Description des roches rencontrées.
  • Exploitation des transformations minéralogiques qui ont affecté ces roches.
  • Exploitation des relations géométriques entretenues entre ces roches.
  • Des roches océaniques aux roches continentales à contact anormal

Document de terrain – exploitation.

J3 matin (début) – Col de l’Izoard : l’obduction, les charriages

 Thème 1-B-1 : L'épaisseur de la croûté résulte d'un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On trouve des indices tectoniques : plis, failles, nappes.
Thème 1-B-2 : La convergence lithosphérique, le contexte de la formation des chaînes de montagnes.

Objectifs et déroulement :

  • Panorama vers le Nord : visualisation de la position de la nappe ophiolitique (obduite) du Chenaillet sur la marge européenne amincie
  • Étude de roches associées aux charriages alpins (gypse et cargneules)

—> Document de terrain – exploitation

 

 

J3 matin (suite) – Château-Queyras : roches océaniques de la « suture » ophiolitique, témoins de transformations liées à la subduction

 Thème 1-B-2 : La convergence lithosphérique, le contexte de la formation des chaînes de montagnes…« La suture » de matériaux océaniques résulte de l’affrontement de deux lithosphère continentales (collision).

Objectifs :

Repérer, à différentes échelles, des minéraux témoignant de transformations liées à la subduction et les roches mises en place dans un cadre de subduction et comprendre les différences de structures et leurs particularités minéralogiques (abondance en minéraux hydroxylés)

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : Torrent du Guil

  • Échantillonnage et description des roches
  • Identification des minéraux nouveaux présents dans les matériaux océaniques (gabbros essentiellement) de la suture ophiolitique.
  • Exploitation 1-B-2 en terme de processus de subduction, cadre géodynamique présenté en 1°S (positionnement dans un diagramme PT).
  • Exploitation 1-B-3 : pour illustrer la déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite, on comparera l'abondance de leurs minéraux hydroxylés par rapport aux roches océaniques initiales (Chenaillet).

—> Document de terrain - exploitation

J3 après-midi – Plan de Phazy : indices tectoniques de désépaississement crustal et de disparition des reliefs

 Thème 1-B-4 : Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs.

Objectifs :

Étudier des indices tectoniques de désépaississement crustal et de disparition des reliefs.

Déroulement :

Exposé - présentation

Terrain : plan de Phazy puis éventuellement côte de Pallon (selon le temps disponible)

  • Observation et récolte des données de terrain (source thermominérale, notion de géothermie)
  • Exploitation : la faille normale active de la Durance, en relation avec le front pennique, participe au désépaississement crustal  actif, même en contexte global de convergence lithosphérique.

—> Document de terrain - exploitation.

 

Option possible pour une journée supplémentaire (en automne) :

 Thème 1-B-2 : les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d’anciennes marges continentales passives.

La marge passive dans le bassin de Bourg d’Oisans :

  • Lac Noir et Lac Besson, failles normales du rifting jurassique de deuxième ordre (rejet visible de l’ordre de quelques dizaines de mètres), sédimentation pré-rift, sédimentation syn-rift, disparition des reliefs (Trias alpin repose en discordance sur le socle hercynien)
  • Col d’Ornon : panorama sur une faille du rifting jurassique de premier ordre (rejet visible actuel 1700 mètres), sédimentations pré, syn et post-rift.

 

Thème 1-B-1 : l’épaisseur de la croûte résulte d’un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On en trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes). 
  • Plis dans les anciens sédiments de remplissage des anciens demi-graben (rifting jurassique)
  • Failles inverses en rive gauche du bassin de Bourg d’Oisans, observées depuis la route de l’Alpe d’Huez, en rive droite.

 

Kilométrage sur place

 Programme Distance aller-retour depuis Briançon
et amplitude horaire 
 J1 – Guil / Vallouise (Guillestre - St Clément - Pelvoux) 120 km, 8h30 - 18h
J1 – Galibier / Combeynot (col du Lautaret - route du Galibier) 100 km - 8h30 - 18h
J2 – Chenaillet (Cervières) 40 km, 8h - 18h
J3 – Château-Queyras / Plan de Phazy (Château-Queyras - Guillestre) 120 km, 8h30 - 18h