Post-Eocene rotations in the Western Alpine realm: a review from sixty eight years of paleomagnetic investigations

Rotations post-Eocène dans les Alpes occidentales : un examen de soixante-huit années de recherches paléomagnétiques

¹ ISTERRE, Université Savoie Mont Blanc, CNRS, Université Grenoble Alpes, IRD, Université Gustave Eiffel, BP 1104, F-73011 Chambéry Cedex, France
² Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs, UMR CNRS 5101, TotalEnergies, Université de Pau et des Pays de l’Adour, Avenue de l’Universite BP 1155, F-64013 PAU Cedex
³ CEREGE, UMR CNRS 6635, Aix − Marseille University, Europôle de l’Arbois, BP 80, F-13545 Aix en Provence, France
⁴ EDYTEM, Université Savoie Mont Blanc, CNRS, INRAE, BP 1104, F-73011 Chambéry Cedex, France

^* Corresponding author: christian.crouzet@univ-savoie.fr

Received: 21 June 2023
Accepted: 11 February 2024

Abstract

A synthesis of more than 55 paleomagnetic studies yielding Tertiary primary or secondary magnetizations is used to evidence the rotations around a vertical axis since 40 Ma in the Western Alps and surrounding areas. In both external and internal zones of the orogenic prism, the rotations seem to be latitude dependent. In particular a widespread Eocene remagnetization of the Mesozoic European cover from Jura to Provence suggests possible effects of small local rotations of the External units of the belt. The most prominent feature is a consistent large (20–60 degrees) counterclockwise rotation observed in internal units and in the Northern Apennine areas. Also, the Corsica- North Sardinia block rotates similarly. Since the late Oligocene, apparent rotations around vertical axis are small North of the Po plain. It implies that the Torino-Monferrato North verging thrust plays a major role in accommodating the differential rotation. Therefore, domains separated from Europe by oceanic sutures (i.e. Liguria + Corsica − North Sardinia) can play as rigid bodies, while on the contrary, internal deformation deduced from paleomagnetic studies evidence that Apulia cannot be anymore regarded as a rigid body. In the Western Alps, the plate boundary, first localised at the ophiolite suture is then shifted along the Penninic Frontal Thrust. Tectonic models of the Alps that do not take into account the observed rotations have clearly to be reappraised.

Résumé

Une synthèse de plus de 55 études paléomagnétiques basées sur des aimantations primaires ou secondaires d’âge Tertiaire est utilisée pour mettre en évidence les rotations autour d’un axe vertical depuis 40 Ma dans les Alpes occidentales et les régions environnantes. Dans les zones externes et internes du prisme orogénique, les rotations semblent dépendre de la latitude. En particulier, les directions issues d’une ré-aimantation générale à l’éocène de la couverture européenne mésozoïque, du Jura à la Provence, suggèrent des effets possibles de petites rotations locales des unités externes sont mises en évidence. La caractéristique majeure est une rotation anti-horaire importante (20–60 degrés) observée dans les unités internes et dans les zones de l’Apennin septentrional. Le bloc Corse − Nord Sardaigne subit également une rotation similaire. Depuis la fin de l’Oligocène, les rotations apparentes autour de l’axe vertical sont faibles au nord de la plaine du Pô. Cela implique que le chevauchement nord Torino-Monferrato joue un rôle majeur dans la prise en compte de la rotation différentielle. Par conséquent, les domaines séparés de l’Europe par des sutures océaniques (c’est-à-dire la Ligurie + la Corse-Sardaigne) peuvent jouer le rôle de corps rigides, alors qu’au contraire, la déformation interne déduite des études paléomagnétiques montre que l’Apulie ne peut plus être considérées comme un corps rigide. Dans les Alpes occidentales, la limite des plaques, d’abord localisée au niveau de la suture ophiolitique, est ensuite déplacée le long du Chevauchement Pennique Frontal. Les modèles tectoniques des Alpes qui ne prennent pas en compte les rotations observées doivent clairement être réévalués.