The Valaisan domain and its geodynamic evolution
Auteurs : Gilles DE BROUCKER, Gérard M. STAMPFLI, Pierre ANTOINE†, Yves SIMÉON, Christian BRAVARD, Michel DELAMETTE, Denis THIÉBLEMONT, Michel MARTHALER, Roger DE ASCENÇÃO
Année : 2026
Numéro revue : 1
Numéro article : 2
Mise en page du mémoire laissée au soin des auteurs. Réalisation : Amplitude Communication.
Résumé
Des études de terrain ont été menées pour approfondir la compréhension de l’histoire géologique du domaine valaisan et préciser l’évolution géodynamique de sa zone de suture. Ce Mémoire est centré sur ces nouvelles observations, menant à un nouveau modèle géodynamique. Il est divisé en quatre parties et couvre principalement le Complexe du Versoyen, la Trilogie valaisanne, les séries des Alpes du Nord des domaines dauphinois, subbriançonnais et briançonnais.
Le Complexe du Versoyen, dans la région du col du Petit Saint-Bernard, est redéfini en quatre unités structurales comprenant des vestiges du plancher océanique valaisan et un mélange tectonique de roches océaniques et continentales. Ce complexe est recouvert en discordance par la Trilogie valaisanne, datée du Crétacé supérieur. Les deux ensembles ont été affectés par un métamorphisme de haute pression lors de la collision alpine, effaçant toute recristallisation antérieure.
Le domaine subbriançonnais, caractérisé par une alternance de faciès d’eau peu profonde et de bassin plus profond, est redéfini et délimité aujourd’hui par le front pennique au Nord et le front briançonnais au Sud. Les unités précédemment attribuées à la zone ultradauphinoise sont réaffectées au domaine redéfini du Subbriançonnais. L' ouverture de l’Océan valaisan au sein de ce domaine subbriançonnais s’est produite le long d’une faille varisque tardive préexistante, séparant les marges externe (SBe) et interne (SBi) du Subbriançonnais. Le SBe du côté européen et le SBi du côté briançonnais sont séparés par la suture valaisanne.
Des séquences syn-rifts se sont déposées des deux côtés, les brèches associées étant plus précoces sur la marge SBe que sur la marge SBi. Au sud de Moûtiers, les unités valaisannes sont masquées sous les charriages alpins. La suture océanique valaisanne peut être suivie jusqu’à la vallée de l’Arc, sans prolongement possible vers le Bassin vocontien. Les unités subbriançonnaises, caractérisées par le rifting liasique et la subsidence ultérieure, se suivent du Perron-des-Encombres jusqu’au Piolit et témoignent d’un second domaine syn-rift durant le Malm. Les séries subbriançonnaises du Morgon, Séolanes, Lan et Pelat, attribuables au domaine provençal, en constituent la marge avec un épaulement, un bassin frangeant et une zone de rift. Ces séries sont corrélées à certaines unités submédianes des Préalpes suisses, y compris des blocs exotiques, caractérisant la marge sud-européenne, qui témoignent de l’évolution de la marge en zone de collision durant le Maastrichtien.
Les déformations pyrénéennes ont fortement impacté le domaine subbriançonnais et se sont propagées au domaine valaisan dans les Préalpes suisses. Ces déformations, survenues durant le Crétacé supérieur et l’Éocène, précèdent les phases alpines et représentent une étape cruciale dans la construction de l’orogène alpin. La zone valaisanne agissait comme une limite convergente de plaques depuis l’Albien, entraînant des inversions tectoniques et la formation de bassins flyschs.
La suture valaisanne en France et en Suisse contient un complexe associant des basaltes et gabbros de type MORB, des fragments de manteau dénudé et des argiles à radiolaires. La subduction de l’Océan valaisan pendant l’Albien a conduit à la formation du prisme d’accrétion du Versoyen. Au début du Crétacé supérieur, les allochtones extensionaux de la marge passive provençale ont été incorporés au prisme d’accrétion, avec un bassin d’avant-arc se développant sur la marge nord briançonnaise. L’Océan valaisan s’est complètement refermé durant le Crétacé supérieur, entraînant l’inversion des blocs basculés proximaux et le dépôt du flysch du Niesen au Maastrichtien. Le flysch de Saint-Christophe est considéré comme équivalent au flysch de Niesen, mais déposé dans le bassin avant-arc, au sommet de la Trilogie valaisanne. Cette fermeture a formé un bassin flexural et le dôme durancien, dont l’évolution permet de suivre la fermeture de l’océan sur le transect provençal. La seconde inversion tectonique pyrénéenne s’est produite à l’Éocène, provoquant le dépôt du flysch de Meilleret dans le domaine externe.
Le modèle géodynamique proposé est basé sur des données de terrain et géophysiques montrant la duplication de la marge nord de l’Océan piémontais sur un transect suisse. Le domaine briançonnais a été déplacé latéralement et soudé à la plaque ibérique pour créer une seule marge nord de l’Océan piémontais au début et au milieu du Jurassique. Le rifting valaisan a provoqué le soulèvement de la Provence côtière durant l’Oxfordien. Ce rifting a affecté toute la région alpine, conduisant à la formation de l’Océan valaisan au début du Crétacé.
Le prisme d’accrétion piémontais a commencé au Turonien, marqué par l’arrivée de turbidites dans le bassin océanique piémontais. Le dépôt du flysch de la Nappe de la Brèche marque l’arrivée, à l’Éocène inférieur, du prisme sur la marge sud du Briançonnais et la fermeture de l’espace océanique piémontais. La fermeture du Valaisan et la subduction de l’Océan piémontais sont des événements géodynamiquement indépendants. La fermeture du Valaisan est liée à la rotation de la plaque africaine, tandis que la fermeture de l’Océan Piémontais est liée à la fermeture de l’Océan du Vardar et au déplacement du terrane austroalpin.
Mots-clés : Alpes occidentales, domaine valaisan, Subbriançonnais, phases de rifting jurassiques, fermeture de l’Océan valaisan au Crétacé supérieur, prisme d’accrétion, géodynamique alpine.
Abstract
Field studies have been conducted to deepen our understanding of the geological history of the Valais region and to clarify the geodynamic evolution of its suture zone. This Memoir focuses on these new observations, leading to a new geodynamic model. It is divided into four parts and primarily covers the Versoyen Complex, the Valais Trilogy, and the Northern Alpine series of the Dauphinois, Subbriançonnais, and Briançonnais domains.
The Versoyen Complex, in the region of the Petit Saint-Bernard Pass, is redefined as four structural units comprising remnants of the Valais oceanic floor and a tectonic mixture of oceanic and continental rocks. This complex is unconformably overlain by the Valais Trilogy, dated as Late Cretaceous. Both units were affected by high-pressure metamorphism during the Alpine collision, erasing any prior recrystallization.
The Subbriançonnais domain, characterized by alternating shallow-water and deeper basin facies, is now redefined and delimited by the Penninic front to the north and the Briançonnais front to the south. Units previously assigned to the Ultradauphinois zone are reassigned to the redefined Subbriançonnais domain. The opening of the Valais ocean within this Subbriançonnais domain occurred along a pre-existing late Variscan fault, separating the external (SBe) and internal (SBi) margins of the Subbriançonnais. The SBe on the European side and the SBi on the Briançonnais side are separated by the Valais suture.
Syn-rift sequences were deposited on both sides, with the associated breccias being earlier on the SBe margin than on the SBi margin. South of Moûtiers, the Valais units are masqued by Alpine thrust faults. The Valais oceanic suture can be traced as far as the Arc valley, without any possible extension towards the Vocontian basin. The Subbriançonnais units, characterized by Liassic rifting and subsequent subsidence, extend from Perron-des-Encombres to Piolit and attest to a second syn-rift domain during the Malm. The Subbriançonnais series of Morgon, Séolanes, Lan, and Pelat, attributable to the Provençal domain, constitute its margin with a shoulder, a fringing basin, and a rift zone. These series are correlated with certain submedian units of the Swiss Prealps, including exotic blocks, characterizing the South European margin, which bear witness to the evolution of the margin in a collision zone during the Maastrichtian.
The Pyrenean deformations strongly impacted the Subbriançonnais domain and propagated to the Valais domain in the Swiss Prealps. These deformations, which occurred during the Late Cretaceous and Eocene, precede the Alpine phases and represent a crucial step in the construction of the Alpine orogen. The Valais zone acted as a convergent plate boundary from the Albian onward, leading to tectonic inversions and the formation of flysch basins.
The Valais suture in France and Switzerland contains a complex combining MORB-type basalts and gabbros, fragments of denuded mantle, and radiolarian clays. The subduction of the Valais ocean during the Albian led to the formation of the Versoyen accretionary prism. At the beginning of the Late Cretaceous, extensional allochthonous deposits from the Provençal passive margin were incorporated into the accretionary prism, with a forearc basin developing on the northern Briançonnais margin. The Valais ocean closed completely during the Late Cretaceous, resulting in the inversion of the proximal tilted blocks and the deposition of the Niesen flysch during the Maastrichtian. The Saint-Christophe flysch is considered equivalent to the Niesen flysch, but deposited in the forearc basin, at the top of the Valais Trilogy. This closure formed a flexural basin and the Durance dome, whose evolution traces the closure of the ocean on a Provençal transect. The second Pyrenean tectonic inversion occurred during the Eocene, resulting in the deposition of the Meilleret flysch in the external domain.
The proposed geodynamic model is based on field and geophysical data showing the duplication of the northern margin of the Piedmont ocean on a Swiss transect. The Briançonnais domain was laterally displaced and fused to the Iberian plate to create a single northern margin of the Piedmont ocean during the early to middle Jurassic. The Valais rifting caused the uplift of coastal Provence during the Oxfordian. This rifting affected the entire Alpine region, leading to the formation of the Valais ocean at the beginning of the Cretaceous.
The Piedmont accretionary prism began in the Turonian, marked by the arrival of turbidites in the Piedmont oceanic basin. The deposition of the Brèche Nappe flysch marks the arrival, in the Early Eocene, of the prism on the southern margin of the Briançonnais and the closure of the Piedmont oceanic space. The closure of the Valais ocean and the subduction of the Piedmont ocean are geodynamically independent events. The closure of the Valais ocean is linked to the rotation of the African plate, while the closure of the Piedmont ocean is linked to the closure of the Vardar ocean and the movement of the Austroalpine terrane.
Keywords: Western Alps, Valais domain, Subbriançonnais, Jurassic rifting phases, closure of the Valais Ocean in the Late Cretaceous, accretionary prism, Alpine geodynamics.