Ophiolite ancienne dans la chaîne de Belledone

C'est une formation qui fait partie du socle cristallin ante-rifting triasique (avant l'ouverture de l'Océan Alpin). On trouve un complexe ophiolitique avec un complexe gabbroïque, un complexe filonien et même quelques basaltes en coussin. Bien sûr ces roches ne sont plus dans leur état original : elles ont été métamorphisées. Une originalité : cette ophiolite se trouve en position inverse ; c'est à dire que les roches qui formaient les chambres magmatiques sont en haut (la Croix de Belledone) alors que les roches issues des épanchements (pillow-lava) se trouvent en bas dans la vallée de la Romanche.

Cette ophiolite métamorphisée fait partie du socle ante-triasique et correspond donc à une ouverture océanique antérieure à celle de l'Océan Alpin. Cette ophiolite correspond en fait à une suture ophiolitique de l'orogenèse hercynienne. Cette orogenèse a conduit à la mise en place d'une chaîne de collision durant l'ère primaire. Cette chaîne a ensuite été pénéplanée avant la fin de l'ère primaire.

Bassins sédimentaires Permien et Carbonifère

Ces bassins se sont formés dans les "creux" de la pénéplaine post-orogenèse hercynienne. Ils sont de petite taille mais assez nombreux (on en trouve aussi bien dans les Alpes que dans le Massif Central). Ces bassins sont considérés pour l'étude de l'orogenèse alpine comme faisant partie du socle. Ils sont tous assez bien connus car les niveaux carbonifères sont riches en matière organique. Ce sont des niveaux à charbon souvent exploités. On en trouve tout près de l'Alpe d'Huez où des mines ont été exploitées par les romains. Le bassin de La Mure est lui très célèbre pour la qualité de la houille qu'il produit : c'est une des plus belle du monde.

Le Trias évaporitique

Le Trias de la région de Grenoble est composé en partie de sel, gypse et anhydrite (mais aussi de dolomie). Ces dépôts correspondent à l'immense plate-forme qui recouvrait au Trias toute le nord-ouest de l'Europe juste avant le début de l'ouverture de l'Océan Alpin. Ces dépôts sont peu épais, quelques mètres à quelques dizaines de mètres au plus alors que sur le reste de la plate-forme triasique (notamment en Allemagne) ils dépassent la centaine de mètres d'épaisseur. Dans les Alpes ces formations évaporitiques posent des problèmes lorsqu'elles sont à l'affleurement (à cause des soulèvement et de l'érosion) car elles sont solubles dans l'eau. Cela pose notamment des problèmes pour la construction (dissolutions des terrains sur lesquels sont posées les constructions, dissolutions qui peuvent conduire à la ruine d'ouvrages).

La paléomarge passive de Grenoble au Briançonnais

L'évolution de cette marge est décrite dans la partie précédente sur la chaîne des Alpes. Toutefois on peut insister sur le fait que cette paléomarge présente un très fort intérêt : elle est entaillée par de nombreuses vallées qui révèlent sa structure interne. Ainsi de nombreux pétroliers viennent l'étudier pour comprendre les marges passives actuelles, que l'on ne peut voir que par sismique, et qui sont souvent très intéressantes pour la recherche pétrolière (présence de pièges structuraux qui forment des gisements d'hydrocarbures).

La plate-forme carbonatée urgonienne

Dans la région de Grenoble en Chartreuse et en Vercors, on remarque tout de suite une haute barre blanche et massive dans le paysage. C'est la barre calcaire dite "urgonienne" de 200 à 300 mètres d'épaisseur déposée à l'Aptien et à l'Albien (Crétacé inférieur) ; c'est à dire pendant la phase de pleine expansion de l'Océan Alpin. La zone dauphinoise où on trouve l'Urgonien était alors située sur le bord de cet océan. Cette masse de carbonate s'est déposée dans un contexte de plate-forme carbonatée. Il s'agit d'une grande zone où les fonds marins ne se trouvent qu'à une très faible profondeur. Il y a dans cette zone une très forte production de carbonates par la vie marine et ainsi la plate-forme s'agrandit par un taux de dépôt souvent très élevé. Il existe de nos jours une plate-forme carbonatée en activité aux Bahamas. On y trouve une très grande surface avec des fonds compris entre 0 et 20 mètres de profondeur, avec quelques îles émergeant de quelques mètres seulement au-dessus du niveau de la mer. La construction d'une telle plate-forme étant liée à la vie marine (production de carbonate à partir des ions dissous dans l'eau de mer), on peut parler de la "vie d'une plate-forme carbonatée". Une telle plate-forme peut très bien "mourir", et cela pour diverses raisons. Par exemple à cause d'arrivées massives de matériaux détritiques qui étouffent la vie dans la plate-forme, ou en raison d'une élévation très rapide du niveau de la mer qui tue la plate-forme, les organismes vivant dans la plate-forme ne résistant pas à une augmentation brutale de la profondeur car ils sont adaptés à une vie à quelques mètres seulement de la surface. On trouve dans cette masse de calcaire urgoniens divers type de milieu de dépôt et par exemple des milieux de plage avec des rudistes et des litages entrecroisés correspondant à l'action des vagues.

Imprégnations minérales dans le socle cristallin

On trouve dans le socle cristallin, près de Bourg d'Oisans notamment, des zones riches en minerais de toutes sortes. Ces imprégnations se trouvent sous forme de filons. Ceux-ci ont été mis en place lors des intrusions magmatiques accompagnant la collision alpine. Lors de la montée d'une "bulle" de magma, le terrain encaissant se fracture et lors du refroidissement la circulation de fluides permet la circulation de divers minéraux qui se déposent dans ces fractures formant des filons. Ces filons ont été exploités très tôt (dès le XII ème siècle). La galène argentifère a été extraite des mines pour l'argent et le plomb. L'or a été exploité dans la mine de La Gardette où l'on trouve un quartz présentant une macle particulière dite "Macle de La Gardette". Cette mine est célèbre pour la beauté des géodes de quartz qu'on y a trouvé (jusqu'à 10 mètres) et des cristaux de grande taille les constituants mais elle est également tristement célèbre pour les désastres financiers qu'elle a sucité au cours des siècles puisque la quantité d'or qui en a été extrait est ridiculement faible. Depuis les dernières tentatives d'exploitation au début du siècle, la mine de la Gardette a malheureusement été pillée, parfois à l'explosif, et se trouve actuellement dans un état de détérioration très grave ; elle fait l'objet, malheureusement un peu tard, d'une étude pour son classement.

Glaciations quaternaires

Durant l'ère quaternaire les Alpes ont été soumises aux différentes phases glaciaires (Riss, Würm...). Toute la vallée de l'Isère était envahie par un glacier de grande taille s'écoulant jusqu'à la sortie des Préalpes. Ce glacier a creusé la vallée sur 400 mètres de profondeur environ ; c'est à dire jusqu'à plus de 200 mètres en dessous du niveau de la mer. Lors de la fonte de ce glacier un lac s'est formé à la place de la glace disparue. Ce lac a ensuite été comblé en quelques milliers d'années par des sédiments argilo-sableux. Les derniers mètres correspondent à un remplissage alluvial par l'Isère. Grenoble est construite sur ce remplissage qui en raison de son origine lacustre en fait la ville la plus plate de France (original pour la capitale des Alpes).

Grenoble se trouve au confluent de l'Isère et du Drac. Il existait également un glacier dans la vallée du Drac, mais de moindre importance. Celui-ci a fondu bien plus vite lors du réchauffement post-glaciaire. Les eaux bloquées par le glacier de l'Isère encore en place ont formées un lac qui s'est remplis par des formations argilo-sableuses. Mais quand le glacier de l'Isère a fondu le lac a disparu et le Drac a entaillé les dépôts lacustres. Certains de ces dépôts sont des marnes non consolidées et très instables. Elles posent dans la région du Trièvres d'énormes problèmes pour la construction. D'importants glissements de terrain interviennent régulièrement et certains ont déjà provoqué de très gros dégâts.

A la sortie de la vallée de l'Isère, au nord des Préalpes, le glacier de l'Isère rejoignait le glacier du Rhône et tout deux s'étalaient largement. Ils ont formé des imbrications complexes de terrasses alluviales et de moraines frontales au fur et à mesure des retraits successifs. C'est par l'étude de ces structures que l'on peut connaître l'évolution des glaciations quaternaires et donc l'évolution du climat pendant ce dernier million d'années.