L’interface basaltes - manteau serpentinisé en domaine océanique : les leçons d’une coupe dans les Alpes suisses
Résumé
La présence de basaltes coiffant le manteau serpentinisé est un fait assez commun en domaine
océanique, au niveau des dorsales (ultra-)lentes et dans la partie la plus distale des marges
pauvres en magma. Cette interface entre basaltes et manteau, subhorizontale à faiblement
inclinée et imagée par la géophysique, fait l’objet de deux interprétations. Selon l’une d’elle, il
s’agit d’un contact discordant : l’interface représente un ancien fond marin sur lequel les
basaltes sont venus s’épancher. Dans la seconde interprétation, plus récente, le contact est
tectonique et correspond à une faille de détachement extensive. Toutes les études des séries
ophiolitiques exhibant à terre ce type d’interface ont conclu en faveur de la première
interprétation, y compris dans des situations où l’existence d’un détachement extensif est avérée
ou probable. A chaque fois, l’argument-clé est la présence, à la base de la série volcanique, de
brèches sédimentaires remaniant les serpentinites. De plus, ces brèches et le sommet des
serpentinites sous-jacentes montrent fréquemment les effets d’une carbonatation pervasive qui
les a transformés en ophicalcites. L’interaction entre eau de mer et roches mantelliques
produisant la carbonatation est classiquement considérée comme s’effectuant au niveau du
plancher océanique, ce qui semble renforcer l’hypothèse d’une mise en place plus tardive, en
discordance, des épanchements basaltiques. Les modèles évolutifs proposés dans la litérature
considèrent tous qu’une fois la discordance établie, l’interface basaltes-serpentinites n’est plus
active, ni tectoniquement, ni du point de vue de la circulation des fluides, tout du moins jusqu’à
l’éventuelle période orogénique subséquente.
Une telle interface basaltes-manteau serpentinisé est exposée le long d’une coupe
continue de 350 m au niveau du site de Falotta, dans les Alpes suisses (Nappe de Platta, Canton
des Grisons). Notre étude montre que le contact ne correspond ni à une discordance ‘statique’ ni
à un détachement, mais à une discordance ayant été activée en décollement au cours de la
tectonique extensive. La déformation s’exprime par une série de zones de cisaillement
conjuguées localisées le long de l’interface, sur une épaisseur de 20 à 40 m, associées à une
intense carbonatation. Le développement syn-cinématique des ophicalcites, ainsi que d’autres
arguments, permettent d’exclure un lien avec la déformation orogénique alpine. Les failles
normales recoupant les basaltes s’enracinent sur les zones de cisaillement ; la déformation
cisaillante elle-même et la carbonatation associée affectent l’extrême base des basaltes (sur ≤ 2
m d’épaisseur => difficile à ‘traquer’ en milieu océanique actuel), ce qui montre que les basaltes
ne sont pas postérieurs à cette déformation. L’essentiel de la carbonatation s’est ainsi développé
sous la couverture basaltique et non au plancher marin. L’activation de l’interface basaltesserpentinites
en zone de décollement a pu être facilitée par le fait que la discordance
correspondait à une zone de forte perméabilité (présence de brèches sédimentaires), permettant
une localisation de la circulation des fluides. L’interface basaltes- serpentinites peut ainsi
constituer un niveau de découplage mécanique venant s’ajouter aux niveaux de découplage plus
profonds de la (proto-)lithosphère océanique (front de serpentinisation, front de percolation
magmatique diffuse). Une telle situation est ici identifiée dans la partie ultra-distale d’une
marge continentale (cas de la Nappe de Platta) mais peut probablement se retrouver aussi au
niveau des dorsales océaniques lentes.