Enregistrement contrasté de circulations de fluides dans deux zones de détachement océaniques jurassiques, Alpes suisses
Résumé
L’exhumation des roches du manteau dans les marges hyper-étendues jusqu’aux
environnements océaniques de dorsales (ultra)lentes s’accompagne d’une
serpentinisation pervasive, contrôle pour partie de la composition des réservoirs
océaniques et mantelliques, des propriétés mécaniques et géométriques des structures
extensives, des flux de chaleur et de matière, y inclus la genèse de gaz abiotiques (H2,
CH4). La serpentinisation est prise en relai au cours de l’exhumation par une
carbonatation, processus de captage de CO2 par les roches exhumées.
Les chaines de montagne offrent à l’observation des structures exposant ces processus
d’interactions fluide-roche-déformation océaniques. C’est le cas en particulier des Alpes
suisses, canton des Grisons, où la déformation compressive alpine et le
métamorphisme associé n’ont eu que peu d’empreinte sur les objets extensifs
jurassiques. Deux superbes zones de déformation extensives sont exposées dans les
sites de Tasna et de Falotta. Chacune est décrite comme une zone de détachement de
marge hyper-étendue, où le manteau exhumé en fond de mer jurassique a été
serpentinisé, puis carbonaté. Les compositions isotopiques en oxygène de la calcite des
roches carbonatées (ophicalcites, basaltes carbonatés, zones de cisaillement) sont
distinctes dans les deux cas, bien que ces roches soient d’aspect pétrographique
comparable. A Tasna, le long du plan de détachement, les compositions isotopiques en
oxygène augmentent progressivement depuis les zones profondes (18O = 13
‰) vers l’ancien fond de mer (18O = 26 ‰). A Falotta, les compositions sont
homogènes (18O = 16‰), signe de conditions uniformes de carbonatation (température
de ~100°C, carbonatation brutale).
De prime abord comparables, les deux mega-structures extensives jurassiques alpines
ont donc enregistré des conditions d’interaction fluides-roches-déformations
singulières : si la carbonatation à l’affleurement de Tasna enregistre la dilution
progressive des fluides issus de la serpentinisation par l’eau de mer sus-jacente pendant
le fonctionnement du détachement, l’affleurement de Falotta présente un exemple rare
de carbonatation à l’interface serpentinites-basaltes, postérieure au fonctionnement du
détachement océanique, synchrone de la réactivation en décollement de cette interface,
en contexte extensif toujours.