Academic literature on the topic 'Tectonique des plaques – Taiwan'

La pointe Nord-est de la plaque arabique et plus précisément le Sultanat d’Oman s’avère être un territoire d’exception pour comprendre les questions géologiques et géomorphologiques qui se posent aux scientifiques. Que ce soient les problèmes de la tectonique des plaques, des orogenèses (lithologie, structure, tectonique) ou des morphologies de surface (érosion fluviale, éolienne, littorale, karstogenèse, etc.) les parcours dans les montagnes d’Oman, ses canyons ou ses déserts se révèlent très instructifs. Parmi les intérêts principaux on soulignera la présence du plus vaste plancher océanique exondé au monde (site de Sémail), l’incision en canyons des terrains soulevés, un important karst méconnu et des déserts exceptionnels. Ces circonstances particulières ont également fait d’Oman un lieu de gisement miniers de métaux rares et hydrocarbures à la base d’une occupation humaine très ancienne et, avec le tourisme, de sa richesse actuelle.

L’imagerie du manteau de la Terre est motivée par certaines questions fondamentales en géophysique, telle la compréhension des processus présents et passés de dynamique interne à l’origine de la tectonique des plaques. Depuis une vingtaine d’années, l’étude de l’intérieur de la Terre connaît une véritable révolution, notamment grâce au développement de techniques toujours plus performantes de tomographie sismique et à la puissance de calcul rendue possible par l’informatique. À l’heure actuelle, il est possible de calculer de manière précise le champ des ondes sismiques à travers des structures 3D arbitrairement complexes, en géométrie sphérique et pour des durées suffisantes, par des méthodes de calcul numérique, telle la méthode des « éléments spectraux ».

La déformation et la rupture de la lithosphère chevauchante lors de la collision arc-continent (subduction continentale) ont été modélisées à partir d'un code d'éléments finis en 2-D. Cette lithosphère possède une rhéologique élasto-plastique et comporte une zone de faiblesse associée à l'arc volcanique. La plaque chevauchante se déforme grâce aux contraintes normales [sigma n] et tangentielles [tau n] appliquées sur la surface inter-plaques. [Sigma n] résulte de la rigidité flexurale de la plaque plongeante et de la flottabilité de la croûte continentale subduite. La modélisation montre que la subduction de la croûte continentale aboutit à une augmentation de la compression et à la rupture dans la plaque chevauchante. La rupture se produit au niveau de l'arc le long d'une faille inclinée sous l'arc de pendage soit vers le continent soit vers l'océan. La direction de rupture est définie par deux facteurs : la rigidité de la plaque plongeante et la géométrie de la croûte subduite. Une rigidité importante favorise la rupture selon une faille à vergence vers le continent qui entraîne l'inversion de subduction, tandis que l'augmentation importante de l'épaisseur de la croûte de la marge favorise la rupture en direction opposée. (. . . ) Nous considérons que (. . . ) l'enfoncement du bloc avant-arc sous l'arc correspond à la collision active arc-continent à Tai͏̈wan. L'analyse statistique de la distribution spatiale de la sismicité au sud de Tai͏̈wan met en évidence une zone peu profonde (0-40 km) de concentration de sismicité sous l'arc de Luzon. Cette zone, interprétée comme la rupture lithosphérique, plonge de l'avant-arc vers l'est et correspond à l'initiation de l'enfoncement du bloc avant-arc sous l'arc de Luzon. Un modèle cohérent mécano-gravimétrique a été avancé pour voir si la rupture de la plaque de la Mer des Philippines (MP) peut être "capturée" par ce modèle. (. . . )

L'île de Taiwan est le résultat de la collision, toujours active, des plaques Philippines et Eurasie. Ce travail a pour objet de mieux comprendre les processus tectoniques qui accompagnent la croissance actuelle de l'orogène, en utilisant l'interférométrie radar différentielle satellitaire en complément des autres méthodes d'investigation existantes. Cette technique fournit des cartes de déformation instantanée du sol (de quelques années à quelques jours) étendues, précises et denses. Après avoir détaillé les principes et les limites de cette mesure, ainsi que son potentiel à Taiwan, la technique est appliquée, avec des données issues des satellites ERS, à deux phénomènes tectoniques caractéristiques du développement de cette chaîne de collision. (1) Le séisme de Chi-Chi (1999, Mw = 7.6) sur la frontière Ouest de l'orogène, correspond à la réactivation de la faille chevauchante majeure de Chelungpu. L'interférométrie radar et le GPS permettent de quantifier avec une précision centimétrique les déformations cosismiques métriques affectant le bloc chevauché et d'y détecter les réactivations, induites par le choc principal, des failles de Changhua et de Tuntzuchiao. La comparaison avec les déplacements prédits par les modèles publiés de distribution de glissement sur la faille montre les limites de ces modèles. (2) Au SW de l'île, l'interférométrie radar permet la quantification de la croissance rapide (1,5 cm/an de 1993 à 2000) d'un anticlinal d'axe N-S, traduisant la propagation du front de déformation sur la marge continentale chinoise à l'Ouest. Ce phénomène tectonique est modélisé par une structure en "pop-up" limitée au nord par une rampe latérale, orientée E-W.

Cette thèse a pour objet les mécanismes et processus tectoniques impliqués à court et à longs termes dans la déformation active de deux chaînes de montagnes, la Cordillère Centrale de Luzon et la Chaîne Centrale de Taiwan, associées à la zone de subduction de Manille. La Cordillère Centrale de Luzon, construite sur l'arc volcanique, se situe à l'extrémité nord de la faille Philippine, un grand décrochement sénestre. L'étude de cette chaîne a pour but de caractériser la déformation permanente actuelle et les processus tectoniques impliqués. Les données GPS sont tout d'abord utilisées pour établir une modèle cinématique qui décrit quantitativement le système tectonique complexe de Luzon. L'interprétation d'images SAR et l'analyse de données de terrain montrent d'autre part que le relief de la Cordillère Centrale est formé par un système chevauchant, actuellement réactivé avec une composante sénestre dans le prolongement de la faille Philippine. Cette étude suggère enfin que ces structures chevauchantes sont liées à la subduction de la ride océanique de Scarborough. La Chaîne Centrale de Taiwan est le prisme d'accrétion formé au fur et à mesure de la convergence de la marge continentale chinoise entraînée dans la subduction de Manille. Les déformations transitoires au cours du cycle sismique sont examinées le long du front chevauchant occidental qui a été rompu par le séisme de Chi-Chi en 1999. La distribution de glissement cosismique en profondeur est déterminée par inversion des déplacements en surface mesurés par GPS et corrélation d'images SPOT. Un bilan des déformations transitoires permet d'en examiner les implications en termes de cycle sismique et de proposer un modèle tectonique. Les hétérogénéités de glissement cosismique peuvent être expliquées par des variations de blocage intersismique, suggérant que le taux de couplage sur le front ouest de Taiwan augmente vers le nord et vers la surface, soit globalement dans la direction de convergence des plaques<br>This thesis aims to study the mechanisms and tectonic processes involved in long and short terms active deformation of two mountain ranges, the Central Cordillera of Luzon and the Central Range of Taiwan, both along the Manila subduction zone. The Central Cordillera of Luzon, built along the related volcanic arc, extends at the northern extremity of the left-lateral Philippine fault. This study of this chain aims to characterize the present permanent deformation and the involved tectonic processes. GPS data are first used to define a kinematic model which quantitatively describes the complex tectonic system of Luzon. The interpretation of SAR images and the analysis of field data then show that the relief of the Central Cordillera is built by a thrusting system, now reactivated with a left-lateral component in the northern extension of the Philippine fault. This study suggests that the shortening structures are related to the subduction of the oceanic Scarborough ridge. The Central Range of Taiwan is the accretionary wedge built as the Manila subduction zone leads the continental China margin to converge toward the volcanic arc. Transient deformations of the seismic cycle are examined along the western thrust front, broken in 1999 during the Chi-Chi earthquake. The coseismic slip distribution is first calculated by inversion of the surface displacements measured by GPS and SPOT images correlation. The analysis of the whole seismic cycle transient deformations allows then to examine the implications of this coseismic slip distribution and to propose a tectonic model for Taiwan. The coseismic slip heterogeneities are finally explained by the variations of the interseismic locking, suggesting that the coupling along the western thrust front of Taiwan increases toward north and toward surface, that is globally in the plate motion direction

L'île de Taiwan résulte de la collision active entre les plaques Eurasienne et Philippine. Ce travail de thèse porte sur la détection et la mesure des déformations tectoniques inter-sismiques engendrées par cette collision. Pour réaliser ce travail, l'interférométrie radar différentielle, et plus précisément la méthode des réflecteurs permanents, a été choisie pour l'étude de Taiwan. Cette méthode repose sur l'analyse d'une série d'images radar acquises à différentes dates sur une même zone. Au final, une carte des déplacements moyens du sol est obtenue, ainsi qu'une série temporelle des déplacements du sol consistant en une mesure par date (la référence étant la date la plus ancienne). Les résultats obtenus présentent une densité de point et une qualité de mesure très riche pour le suivi et l'analyse des déformations tectoniques. Après un état de l'art sur l'interférométrie radar et la mesure des déplacements, abordant tour à tour le principe, les méthodes et les limites de cette mesure, le potentiel de son application à Taiwan est détaillé. Cette méthode est ensuite appliquée, avec des données ALOS PALSAR, à trois zones clés de l'orogène taiwanais : (1) la Vallée Longitudinale, à l'Est de l'île ; située entre la Chaîne Centrale et la Chaîne Côtière, le raccourcissement horizontal à travers la vallée est d'environ 3 cm/an. Grâce à la carte des déplacements moyens entre 2007 et 2010, la faille inverse de la Vallée Longitudinale a pu être localisée avec une grande précision (entre 50 et 100 mètres), améliorant grandement les précédentes cartes. Le taux de glissement inter-sismique a ainsi été estimé (entre 1 et 3,2 cm/an) et sa variation spatiale analysée. Les résultats obtenus ont été comparés avec les données GPS avec succès. (2) la péninsule de Hengchun, au Sud de l'île ; il s'agit des déformations les plus récentes observables à Taiwan. La péninsule, située au sommet du prisme d'accrétion actuel, la structure tectonique majeure est la faille inverse de Hengchun. A partir de la carte des déplacements du sol obtenue, la trace de la faille de Hengchun a été mise en évidence, de même que son glissement inter-sismique (environ 1 cm/an). (3) le front de déformation, à l'Ouest de l'île ; il s'agit d'une étude préliminaire des déformations affectant la Plaine Côtière. Plusieurs types de déformations ont pu être observés entre 1995 et 2010 : le soulèvement de l'anticlinal de Tainan, la subsidence de la plaine de Pingtung, l'activité de la faille de Fengshan et la subsidence près de la rivière Choshui<br>Pas de résumé en anglais

La chaîne de Taïwan est un exemple unique où il est possible d’étudier une transition subduction/collision active. L’obliquité de la convergence permet en effet d’observer du Sud vers le Nord les stades initiaux de l’accrétion continentale en mer jusqu’au stade mature de la collision. Je montre que la Chaîne Centrale au Sud de Taiwan, située la zone de transition, exhume des assemblages pétrographiques de grades croissants vers le Nord, dans un couloir décrochant senestre qui résulte du partitionnement de la convergence. Dans ce couloir l’extension sub-parallèle à la chaîne accommode une partie de l’exhumation. A proximité de la zone de suture principale, des assemblages de haute pression (12-15 kbars et 380-420 °C) associés à des blocs exotiques de serpentinites se sont mis en place dans un encaissant d’âge Miocène HT-BP associé à une intense déformation cisaillante senestre. Les analyses pétrologiques et géochimiques des mélanges ophiolitiques de Kenting et Lichi montrent que ces mélanges proviennent de deux sources situées à l’origine au pied de la marge continentale et dans la croûte océanique. Enfin, je propose, un nouveau modèle tectonique 3D du sud de Taïwan qui tient compte de l’architecture de la marge continentale, et qui met en avant la formation de la chaîne de Taiwan en contexte décrochant<br>The Taiwan collision is the unique example where to examine ongoing tectonic processes at the subduction/collision transition. The oblique convergence setting allows observations of first continental accretion offshore to the mature stage of collision onshore. I show that the southern Central Range, located at the transition, exhumed petrographic assemblages with peak metamorphism increasing northwards, in a corridor characterized by left-lateral transcurrent deformation. Extension sub-parallel to the belt is also understood as a major ingredient of rock exhumation. Near the suture zone, HP rocks (12-15 kbars and 380-420 °C) associated with isolated serpentinite bodies were emplaced in association with intense ductile strain localization in the strike-slip corridor. Petrographc and geochemical analyses of the Kenting and Lichi ophiolitic mélanges reveal that these mélanges originated from the distal rifted margin and the oceanic crust of the South China Sea. I propose a 3D geodynamic model of the evolution of the Taiwan orogen in which the rifted margin architecture is taken into account and the strike-slip kinematic component of the convergence is the main driver of mountain building

A l'echelle des temps geologiques, le climat est controle par plusieurs facteurs. L'un de ceux-ci est la tectonique des plaques. Nous en estimons l'impact par des simulations climatiques ou un modele de circulation generale atmospherique est force par une reconstruction de la position des continents, une restitution des reliefs et des terres emergees. Notre etude s'est focalisee sur trois periodes geologiques : la fin du tertiaire (0-30 ma), le cretace moyen (94-120 ma), et le permien superieur (255 ma). Pour la fin du tertiaire, nous avons etudie l'influence des changements paleogeographiques sur les moussons d'asie et d'afrique. Nous observons : 1) un deplacement progressif de la mousson d'ete de l'indochine vers les reliefs himalayens. 2) la forte influence du retrait d'une mer epicontinentale (la paratethys) sur la mousson d'asie. 3) la desertification du nord de l'afrique. L'evolution du climat simule nous permet de mieux contraindre l'evolution sedimentaire du golfe du bengale. Au cretace, nous avons etudie l'influence de la transgression marine et de la dispersion generalisee des continents issus du gondwana entre l'aptien et le cenomanien. La transgression s'avere etre la cause d'un important changement climatique qui se traduit par une baisse de l'amplitude thermique annuelle. La dispersion du gondwana induit egalement un changement climatique, permettant d'expliquer l'evolution regionale de la vegetation. L'utilisation d'un faible gradient thermique oceanique pole-equateur, plus coherent avec les donnees, permet de mieux simuler les climats septentrionaux. Pour le permien superieur, nous avons etudie l'impact sur le climat de differentes configurations de la pangee. Le climat simule apparait etre en excellent accord avec les donnees paleoclimatiques. Neanmoins, des ecarts regionaux entre climats simules et donnees nous permettent de discuter le difficile probleme des paleoelevations des chaines des appalaches et varisque a la fin de l'orogenese hercynienne.

Ce travail presente certains aspects des relations entre les relations mecaniques, la geometrie des surfaces de decollement, la localisation et l'evolution sequentielle de la deformation dans la couverture. Il est montre que l'activation d'un decollement depend des conditions cinematiques imposees au systeme. La geometrie des structures de la couverture est directement dependante des conditions de friction imposees le long de la surface de decollement, lesquelles influencent egalement la localisation et l'evolution sequentielle de la deformation. Des exemples naturels de decollement en distention etudies dans les bassins ordoviciens du massif armoricain illustrent l'approche experimentale

Nous presentons trois etudes paleomagnetiques menees sur des roches permiennes a triasiques des plaques de scythie et de touran. L'etude paleomagnetique menee sur des roches de l'asselien du grand caucase (43. 7n, 41. 1e) a mis en evidence une composante inverse ante-plissement, de haute temperature de deblocage (pgv : lat. =16n, long. =144e; 95=4). La paleolatitude correspondante implique une proximite du sud de la plaque scythe et de la plate-forme d'europe de l'est a l'asselien. L'etude menee sur des roches permo-triasiques de kizil-kaya (40. 5n,55. 5e) au turkmenistan, a mis en evidence une aimantation portee par de l'hematite de polarite inverse. Cette derniere a pu etre correctement identifiee sur une coupe de la serie d'amanbulak : pgv : lat. =38n long. =164e, 95=4. La paleolatitude correspondante implique une difference de latitude entre cette region et l'eurasie de 14 au moins. Ce resultat vient confirmer le resultat obtenu sur des formations de la region de mangyshlak (feinberg et al. , 1996) montrant un important raccourcissement entre la plaque de touran et l'eurasie depuis le permo-trias. L'interpretation des etudes menees sur les roches volcaniques de turkmenbasi au sud-ouest du turkmenistan (40n,53e) est complexe. Nous pouvons cependant retenir les faits suivants : (1) au vu des arguments petrographiques, geochimiques et geochronologiques, ce volcanisme est anterieur a 230ma, il est lie a une subduction qui a pris place le long d'une marge active; (2) nous avons isole une composante syn- ou post-plissement de faible inclinaison : i=32 95=8; plat. = 176. Apres une selection critique des donnees paleomagnetiques, nous presentons des cartes paleogeographiques retracant l'evolution de cette region d'asie centrale du permien au cretace. Nous envisageons un eloignement du bloc d'ustyurt de la plate-forme d'europe de l'est au cours du permien lie aux decrochements engendres par le passage d'une pangee b a une pangee a2 au permo-trias.

20 jeune à 26 vieux, et par reconstructions à trois plaques impliquant l'Australie, l'Antarctique et l'Inde pour les chrons plus âgés 34 à 27 jeune, pour lesquels n'existent aucune anomalie conjuguée dans le bassin. Les âges et structure résultants pour la partie manquante du bassin sont drapés sur le toit de la lithosphère subduite telle que déterminé par la tomographie sismique, afin d'étudier les processus de la subduction et leurs conséquences. L'âge et le taux d'expansion influencent des paramètres physiques tels que l'épaisseur, la densité, et la rhéologie de la lithosphère en subduction, qui en retour entraînent une "subductabilité" variable de la lithosphère, des variations de profondeur de la fosse et sa déviation d'un arc de cercle régulier. La présence de zones de fracture à grand décalage et d'axe de dorsale subduits joue un rôle géodynamique important en ouvrant des fenêtres asthénosphériques dans le panneau plongeant profond, alors que des structures en subduction telles que plateaux ou monts sousmarins affectent les processus superficiels à la fosse et dans la zone sismogène. Pour étendre les résultats obtenus par nos reconstructions à trois plaques sur l'histoire, controversée, de l'expansion océanique entre l'Australie et l'Antarctique au Crétacé Supérieur, nous étudions l'ouverture initiale et l'expansion océanique de cette frontière de plaque en utilisant la méthode d'ajustement des contours de Bullard. Cette méthode est appropriée pour des isochrones sinueuses et en absence de zones de fracture claires. Deux paires de structures symétriques sont observées sur la carte des anomalies gravimétriques à l'air libre dérivées de l'altimétrie satellitaire à l'aplomb des marges conjuguées, la plus forte interprétée comme la limite continent-océan. Ces structures sont considérées comme isochrones et datée approximativement de 128 et 94 Ma. Une reconstruction satisfaisante à 128 Ma est atteinte en trois sections distinctes, la section occidentale correspondant au mouvement Australie- Antarctique Est, la section centrale au mouvement du bloc de Polda (un micro-continent transitoire) et de l'Antarctique Est, et la section orientale au mouvement Tasmanie-Antarctique Ouest. Les marges orientales de l'Australie et de la Tasmanie sont alignées. Les marges conjuguées de l'Australie, la Tasmanie et l'Antarctique Ouest reconstruits d'une part, de la ride de Lord Howe et du plateau de Campbell Plateau reconstruits (Zelandia) d'autre part, s'ajustent à un petit cercle et suggèrent un mouvement transformant. Si l'on aligne le fossé de Bellona au détroit de Bass en le considérant comme l'extension orientale de la Zone de Fracture Sud Australienne, on obtient un mouvement transformant total de 600 km avant l'ouverture de la mer de Tasman et de la dorsale Pacifique-Antarctique à ~83 Ma. Le déplacement sud-est de l'Antarctique Est induit la compression and l'épaississement crustal de l'Antarctique Ouest, créant les montagnes Trans- Antarctiques à la bordure de différentes provinces - craton et anciens orogènes - et rhéologies. L'ouverture initiale de l'Australie et l'Antarctique est probablement liée à l'apparition du point chaud de Kerguelen à ~120 Ma<br>The frequent earthquakes in Indonesia are associated with the active subduction of the northern Wharton basin under Sunda trench. To better understand the subduction mechanism the age and structure of the subducting lithosphere have been analyzed by conducting a detailed marine magnetic interpretation of the Wharton basin. Validation of the identified magnetic isochrons is achieved by two-plate kinematic reconstructions for chron 20 young to 26 old, and by three-plate reconstructions involving Australia, Antarctica and India for the older chrons 34 young to 27 young, for which no conjugate anomalies exist in the basin. The resulting age and structure obtained for the missing part of the basin are draped on the top of the subducted lithosphere determined by seismic tomography to investigate the subduction processes and their consequences. The age and spreading rate influence physical parameters like the thickness, buoyancy, and rheology of the subducting lithosphere, which in turn result in variable "subductability" of the lithosphere, varying depth of the trench and its deviation from a regular arc. The subducted long-offset fracture zones and spreading axis play an important geodynamic role in opening asthenospheric windows through the deep slab, whereas subducting features like plateaus and seamounts affects shallower processes at the trench and in the seismogenic zone. To extend the results obtained by our three-plate reconstructions on the controversial Late Cretaceous spreading history of Australia and Antarctica, we investigate the early opening and spreading history of this plate boundary using the Bullard Contour Fit method. The method is appropriate for sinuous isochrons and in absence of clear fracture zones. Two pairs of symmetrical features are observed in the satellite-derived free-air gravity anomaly map over the conjugate margins, the strongest one interpreted as the continent-ocean boundary. They are considered as isochrons and tentatively dated 128 and 94 Ma. A proper reconstruction at 128 Ma is attained in three separate sections, with the western section corresponding to the motion between Australia-East Antarctica, the central one to the motion between the Polda Block (a transient micro-continent) and East Antarctica, and the eastern one to Tasmania and West Antarctica. The eastern margins of Australia and Tasmania are aligned. The conjugate margins of reconstructed Australia, Tasmania and West Antarctica on one hand, Lord Howe Rise and the Campbell Plateau (Zelandia) on the other hand, fit a small circle and suggest a transform motion. Aligning the Bellona Trough with the Bass Strait as an extension of the Southern Australia Fracture Zone predicts a total 600 km of transform motion, before the Tasman Sea and Pacific- Antarctic Ridge opened at ~83 Ma. The southeastward translation of East Antarctica resulted in compression and crustal thickening in West Antarctica, creating the Trans-Antarctic Mountains at the edges of different provinces - craton and orogenic terranes - and rheology. The initial opening of Australia-Antarctica is likely related to the Kerguelen hotspot inception at ~120 Ma

L'etude des grands glissements sous-marins, situes au front de la zone de subduction nord-peruvienne (entre 5s et 6s de latitude) a ete menee en deux temps. Les deformations par du grand systeme glisse de paita ont ete analysees a partir de donnees bathymetriques et de plongees en submersible nautile. Trois phases de glissement ont ete differenciees. Elles ont lieu suivant la meme direction n230, qui est partiellement regie par la convergence n80 de la plaque nazca contre la plaque sud amerique. Le declenchement de ces ruptures est produit par les seismes qui accentuent la fracturation et la circulation de fluides le long d'une zone prealablement affaiblie par plissement. Le second theme concerne l'analyse detaillee des deformations tectoniques. Les colonnes lithostratigraphiques etablies par les plongees en submersible, sont comparees avec les forages odp du leg 112. Ces correlations indiquent que la portion de marge situee a 5s de latitude a subi une subsidence de 3 a 3,5 kms depuis lesderniers 5-6 ma, suivant un taux variant entre 670 et 490 m/ma. Les mesofractures sont principalement constituees de joints. Alors que le sommet de la marge presente des tenseurs de contraintes extensifs, qui proviennent de la subsidence, le pied de la marge est caracterise par un etat de contrainte compressif en chevauchement, qui decoule de la subduction. Le passage d'un etat de contrainte a l'autre se realise le long du plissement de la pente moyenne, dont le rollover tient lieu de structure d'accomodation. En dernier lieu, les volumes de matiere transferes instantanement de la marge vers la fosse, ont ete determines par modelisation: ils atteignent environ 550 km3