Structure hercynienne et constitution du socle de
la chaîne de Belledonne (sensu lato)

Vue d'ensemble sur les massifs cristallins entre Arc et Romanche

N.B. : Les termes désignant les roches cristallines sont explicités à la page ad hoc du glossaire.

Si on la définissait par ses seuls caractères géologiques, la chaîne de Belledonne couvrirait un long alignement de massifs qui se prolongent les uns les autres depuis les abords de Grenoble jusqu'à la frontière suisse.
Ces massifs, sont, du sud au nord, ceux du Taillefer, de Belledonne proprement dit, des Sept-Laux et d'Allevard, qui font l'objet de la présente section. S'y rattachent également, plus au nord, les massifs du du Grand Arc, de la Lauzière étudiés dans la section Maurienne du site, puis ceux du Beaufortain occidental et enfin des Aiguilles Rouges, étudiés dans la section Mont-Blanc du site.

 Les massifs cristallins externes septentrionaux

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Cette chaîne de Belledonne "au sens géologique" comporte une zone faîtière, formée de roches cristallines, cristallisées lors des cycles orogéniques hercynien et antérieurs. Ce "socle cristallin" a été porté en altitude par un soulèvement d'âge alpin et dénudé de sa couverture sédimentaire originelle par l'érosion. On ne trouve plus guère de témoins de cette couverture sédimentaire (d'âge Jurassique à Tertiaire) que sur ses pentes nord-ouest et sud-est, là où elle a échappé à l'érosion, du fait de son moindre soulèvement.

Carte d'ensemble simplifiée du socle cristallin de la chaîne de Belledonne, depuis la vallée de la Maurienne jusqu'aux confins du Valjouffrey.

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Son socle cristallin, est partagé par une zone de cassure longitudinale, l'accident médian, de part et d'autre de laquelle se juxtaposent deux ensembles, appelés respectivement rameau externe et rameau interne. Cette partition est avant tout justifiée par une nette différence de constitution de ces deux ensembles :

- Le rameau externe, du côté nord-ouest, est essentiellement formé de micaschistes, souvent désignés globalement du nom de "série satinée". Il s'agit d'anciens sédiments à dominante argilo-gréseuse, de type flysch*, avec de rares passées de matériel volcanique. Leur âge est inconnu (attribué selon les auteurs au Carbonifère inférieur ou au Précambrien !).
Il se caractérise aussi par la présence de bandes de terrain houiller, presque rectilignes et orientées en oblique aigu par rapport aux bordures cartographiques des affleurements cristallins. On pense qu'il s'agit de fossés d'effondrement pincés synclinalement à la fin de l'orogenèse hercynienne.

À l'extrémité septentrionale du rameau externe, dans le massif des Aiguilles Rouges, cette constitution monotone fait place, du côté est, à une succession de bandes N-S alternées de terrains houillers, de gneiss et même à une bande de granite : en fait on trouve là une constitution beaucoup plus similaire à celle du rameau interne, avec des bandes coupées en biseau par l'accident médian, ce qui suggère que ce dernier a dû fonctionner en décalant fortement dans le sens dextre les bandes de terrain juxtaposées par l'orogenèse hercynienne.

- Le rameau interne, du côté sud-est, a une constitution beaucoup plus variée. On y voit alterner des terrains très différents, disposés en bandes orientées à peu près N-S (donc obliques à angle aigu par rapport aux limites de la chaîne). On y trouve notamment des bandes de gneiss amphiboliques, d'amphibolites et de gabbros, ainsi que plusieurs plutons granitiques allongés N-S. Cette disposition résulte d'une déformation tectonique hercynienne, que la tectonique alpine a ensuite recoupé en biais.

Une grande cassure N-S, l'accident de la Belle Étoile y sépare deux ensembles étrangers par leur structure et leur constitution :
-- du côté ouest (massif de Belledonne proprement dit) on trouve des formations d'âge dévono-dinantien ("complexe de Rioupéroux et de Livet") et paléozoïque inférieur, incluant d'anciens panneaux de croûte océanique (cambro-ordoviciens), qui sont affectées par une tectonique de nappe et reployées par des plis de grande taille, assez ouverts.
-- du côté est (massif des Sept Laux et d'Allevard) on rencontre au contraire des gneiss écrasés en bandes alternées, orientées N30 et très redressées ("complexe d'Allemont"). Ils dateraient du Cambrien pour certains et de l'Ordovicien inférieur pour la plupart et auraient été déformés au Dévono-Dinantien.
Ces gneiss sont recoupés et injectés de filons par deux plutons granitiques syn-tectoniques d'âge viséen, celui des Sept Laux et celui de Saint-Colomban - Lauzière. Ces plutons forment deux amandes parallèles étirées selon un azimut N30, qui sont sectionnées par des décrochements dextres (hercyniens) orientés autour de N60 (c'est-à-dire obliquement à ces bandes mais aussi aux limites alpines de Belledonne au sens large).

Jusqu'aux années 1970 on a beaucoup utilisé la terminologie de P. BORDET, qui était purement descriptive (basée sur les parentés de faciès les plus apparentes) mais qui s'est avérée avoir l'inconvénient de regrouper sous un même vocable des formations d'origine et/ou d'âge différent.
Les équivalences actuelles peuvent être résumées dans le tableau suivant qui replace les ensembles lithologiques dans leur ordre de superposition objectivement observé. La colonne des âges fait apparaître que cet ordre ne correspond pas à celui d'une succession chronologique (notamment pour la "série verte inférieure", plus récente que la "série verte moyenne") : cela découle des datations plus récentes et cela conduit à admettre l'existence de superpositions anormales, dont l'origine est évidemment considérée comme tectonique :

  P. BORDET

 types de roches

 âge

 dénominations actuelles
(coupe de la Romanche)
 Série verte supérieure

sédiments détritiques silico-argileux à niveaux carbonés ; micaschistes chloriteux

 Carbonifère inférieur

  Formation du Taillefer
 Série verte moyenne

amphibolites / gabbros / serpentinites

 limite Cambrien - Ordovicien

 Ophiolite de Chamrousse
 Série verte inférieure

gneiss leptyno - amphiboliques (anciennes coulées volcaniques)

 Dévono - Dinantien

 complexe plutono - volcanique de Rioupéroux et  de Livet
 Série brune

 gneiss micacés ("à deux micas", "biotitiques")

 Précambrien - Paléozoïque inférieur

 complexe d'Allemont

Il est à noter que la formation du Taillefer, qui serait le terme le plus récent (assimilable à l'ensemble cortical du Pelvoux) repose en fait directement (sans doute par discordance stratigraphique) sur le complexe plutono - volcanique.
N.B. : Le terme de "complexe" est employé pour désigner des ensembles qui ne correspondent pas à une simple succession stratigraphique mais à une imbrication tectonique de formations lithologiques qui sont apparentées par leurs caractéristiques lithologiques et surtout métamorphiques, de sorte qu'elles doivent être rapportées à un même cycle orogénique.


 

- L'accident médian, quant à lui, semble correspondre à une grande cassure fini-hercynienne, qui a tranché et décalé en coulissement les bandes structurales créées par la formation de cette chaîne.
Mais il a été ré-utilisé durant la sédimentation qui a préludé à la formation de la chaîne alpine, notamment au Jurassique, où il a joué en extension (voir la page "tectonique alpine de Belledonne". En effet il est jalonné de façon discontinue par des lambeaux de terrains sédimentaires, qui y sont coincés tectoniquement. On les voit par places (principalement aux extrémités nord et sud de la chaîne) se raccorder avec la couverture de l'un ou l'autre des deux rameaux qui l'encadrent.

 L'accident médian de Belledonne n'est ni un synclinal écrasé (comme on l'avait cru anciennement) ni une simple cassure, mais un dispositif assez complexe de failles qui ont dû rejouer de façons différentes aux étapes successives de son histoire tectonique :

- En premier lieu le compartiment intercalé entre les deux failles principales ("compartiment de la Boutière") apparaît fondamentalement comme un graben qui a d'abord fonctionné au Houiller. La formation de la pénéplaine anté-triasique a été suivie de dépôts permo-triasiques qui l'ont recouverte de façon à la fois discordante et capricieuse.
En outre la forte dissemblance entre la nature des roches cristallines et la structure de ses deux lèvres indique qu'elles appartenaient à deux domaines structuralement étrangers qui ont alors été juxtaposés par un important coulissement.
- Puis l'extension jurassique a fait rejouer ce système de cassures après le dépôt du Trias et du Lias, lorsque le bloc de socle externe s'est soulevé par rapport au rameau interne en même temps que l'un et l'autre basculaient vers l'ouest (l'ancien graben appartenant sans doute alors à la lèvre orientale du bloc externe).
- Lors des compressions de l'orogénése alpine il a été écrasé entre les deux blocs de socle, dont la surface supérieure se ployait par ailleurs en deux voûtes anticlinales juxtaposées ; ses matériaux constitutifs, peu résistants, ont dû alors favoriser son rétrécissement et son rôle de joint tectonique particulièrement déformable.
- pour finir, l'accident médian a été, sur une assez longue portion, repris par la faille du Pré de l'Arc, qui a sans doute joué en coulissement, parallèlement à l'axe de la chaîne de Belledonne, à l'occasion des mouvements tardifs liés à la surrection de cette dernière.

Essai de représentation schématique du rôle structural joué par l'accident médian de Belledonne au cours de l'histoire géologique.

(inspiré par la structure du secteur du col de Merdaret, au nord de Prapoutel)

L'accident fini hercynien, constitué par le graben de La Boutière, à remplissage de houiller, détermine, au Jurassique, la localisation du tracé de la séparation des deux blocs du "Rameau externe" et du "Rameau interne".
Lors des efforts compressifs de l'orogenèse alpine l'un et l'autre s'écrasent horizontalement en ployant la surface de la pénéplaine anté-triasique en demi-voûtes anticlinales.
Pour simplifier on a omis de représenter l'expulsion, en horst, au sud du col de Merdaret, du contenu de l'ancien graben de la Boutière.

 

figure plus grande

À son extrémité méridionale, au sud de la vallée de la Romanche, l'accident médian s'avère plus précisément correspondre à la faille qui surhausse (du côté ouest) le bloc basculé de socle du "dôme de la Mure" par rapport à l'hémigraben de la Matheysine. Le premier, dont le cristallin héberge de larges affleurements de houiller productif, se caractérise par son Lias réduit, de haut-fond ; le second montre au contraire des sédiments liasiques épais qui garnissent le bord ouest du rameau interne (le socle de celui-ci affleure plus à l'est dans le massif du Taillefer).

Au nord, à la latitude du massif du Mont-Blanc, le prolongement de l'accident médian constitue la limite ouest du remplissage d'un hémigraben de Chamonix, couverture du bord ouest du massif du Mont-Blanc. Ces sédiments s'appuient contre le bloc des Aiguilles Rouges, à la crête duquel la succession sédimentaire jurassique est extrêmement réduite.

On trouvera à cette page des représentations de plusieurs types de roches du socle cristallin de la chaîne de Belledonne.
Les termes désignant les roches cristallines sont explicités à la page ad hoc du glossaire.

Structure alpine et surrection de la chaîne

Aperçus géologiques plus locaux :

Chaîne de Belledonne au nord de l'Arc

massif du Beaufortain occidental (section Mont-Blanc)

 massifs du Grand Arc et de La Lauzière (section Maurienne)

 Chaîne de Belledonne au sud de l'Arc

 collines d'Allevard et de La Table

 massif d'Allevard - Sept Laux

collines bordières de Belledonne

massif de Belledonne proprement dit

 Chaîne de Belledonne au sud de la Romanche

 (Matheysine)

 (Taillefer - Coiro)

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