Academic literature on the topic 'Terre – Manteau supérieur – Chine'

Ophiolites are complex assemblages of ultramafic and mafic igneous rocks that are now widely considered to be pieces of ancient oceanic crust that were emplaced on to the continents courtesy of global plate tectonics. However, most examples were originally considered parts of enormous layered mafic intrusions and so were interpreted in that light. The new understanding of ophiolites in the late 1960s and early 1970s was a crucial part of the global Earth Science revolution, and they are now central to all plate tectonic models developed for ancient orogenic belts. Although their equivalence to oceanic crust is now well established, many ophiolites may not be ‘typical’ examples of such, and not all examples are identical. Most ophiolites likely formed in subduction-influenced environments rather than at mid-ocean ridges. Ophiolites remain important foci for research in the 21st century, and many questions remain about their environments of formation and especially their mechanisms of emplacement onto the continents. Although it was not the first to be seen as a relic of a vanished ocean, the Bay of Islands Igneous Complex in western Newfoundland is one of the best preserved and most easily accessible ophiolites in the world. In the late 20th century, research work in this area proved highly influential in understanding the oceanic crust, and in unravelling the diachronous events involved in the progressive destruction of an ancient stable continental margin as arcs and microcontinental blocks were accreted along it. Parts of the Tablelands Ophiolite lie within Gros Morne National Park, which is a UNESCO world heritage site because of its importance to our understanding of global tectonics. The wider region around the park also includes the Cabox Aspiring Geopark Project, now also in the process of seeking recognition through UNESCO. This article provides background information on ophiolites and the development of our ideas about them, and links this material to four self-guided field excursions that allow examination of many classic features. These excursions range from a collection of roadside outcrops, to some relatively easy hiking excursions on official National Park trails, and eventually to a more challenging off-trail hike that ascends to the summit plateau of the Tablelands to visit rare exposures of the Moho (the Mohorovičić Discontinuity, i.e. the lower boundary of the Earth’s crust) and the underlying upper mantle rocks. Collectively, the field stops should allow geologically-minded visitors to experience some amazing geology in a spectacular and sometimes surreal landscape. RÉSUMÉLes ophiolites sont des assemblages complexes de roches ignées ultramafiques et mafiques qui sont maintenant généralement considérées comme des fragments de croûte océanique ancienne qui ont été charriés sur les continents grâce à la tectoniqueglobale des plaques. Cependant, la plupart des exemples étaient à l'origine considérés comme faisant partie de vastes intrusions mafiques stratifiées et ont donc été interprétés dans ce contexte. La nouvelle compréhension des ophiolites à la fin des années 60 et au début des années 70 a été un élément crucial de la révolution des sciences de la Terre. Les ophiolites sont désormais au coeur de tous les modèles tectoniques des plaques développés pour les anciennes ceintures orogéniques. Bien que leur équivalence avec la croute océanique soit maintenant bien établie, de nombreuses ophiolites peuvent ne pas en être des exemples « typiques », et tous les exemples ne sont pas identiques. La plupart des ophiolites se sont probablement formées dans des environnements influences par la subduction plutôt qu’au niveau des dorsalis océaniques. Les ophiolites restent un thème de recherché important au XXIe siècle et de nombreuses questions subsistent quant à leurs environnements de formation et notamment à leurs mécanismes de mise en place sur les continents. Bien qu'il n’ait pas été le premier à être identifié comme un vestige d'un océan disparu, le complexe igné de la baie des Îles, dans l'ouest de Terre-Neuve, fait partie des ophiolites les mieux conservées et les plus facilement accessibles au monde. À la fin du XXe siècle, les travaux de recherche dans ce domaine ont joué un rôle déterminant dans la comprehension de la croûte océanique et dans la compréhension des événements diachrones impliqués dans la destruction progressive d'une ancienne marge continentale stable au fur et à mesure de l'accrétion d'arcs et de blocs microcontinentaux. Une partie des Tablelands Ophiolite se trouve dans le parc national du Gros-Morne, site classé au patrimoine mondial de l'UNESCO en raison de son importance pour notre compréhension de la tectonique globale. La région plus large autour du parc comprend également le projet Cabox Aspiring Geopark, qui est également à la recherche d’une reconnaissance dans le cadre de l’UNESCO. Cet article fournit des informations de base sur les ophiolites et le développement de nos idées à leur sujet, et relie ce matériel à quatre excursions autoguidées qui permettent d'examiner de nombreuses caractéristiques classiques. Ces excursions vont d’une collection de visites d’affleurements au bord de la route, à des randonnées relativement faciles sur les sentiers officiels du parc national, et finalement à une randonnée plus difficile hors-piste menant au plateau sommital des Tablelands pour visiter de rares affleurement du Moho (la discontinuité de Mohorovičić, c’est-à-dire la limite inférieure de la croûte terrestre) et des roches du manteau supérieur sousjacentes. Collectivement, les visites sur le terrain devraient permettre aux visiteurs amateurs de géologie de faire l'expérience d'une géologie remarquable dans un paysage spectaculaire et parfois surréaliste.

L'etude sur les enclaves de peridotite montre une heterogeneite extreme du manteau superieur a l'aplomb de la faille de tanlu et de ses regions adjacentes (est de la chine). Ces heterogeneites sont l'empreinte de differents processus mantelliques intervenus avant l'eruption des magmas-hotes: une fusion partielle a l'origine des series de spectre petrologique et chimique allant d'une lherzolite primitive a une dunite, en passant une harzburgite deprimee ; un metasomatisme responsable de l'enrichissement en elements incompatibles des roches deprimees et la modification de composition modale ; une remontee diapirique locale de la lithosphere (jusqu'a 35 km) avec reequilibration thermique au contact du manteau environnant. Ces trois processus sont lies les uns aux autres differemment suivant les gisements. La deformation exceptionnellement intense mise en evidence par les mylonites lherzolitiques de yitong, temoigne d'une reactivation de zones de cisaillement mantelliques au moment de l'eruption. Ces zones de cisaillement sont liees au developpement de la faille de tanlu pendant le cenozoique. La presence de wehrlites a grains fins (< 0. 2 mm), qui resultent d'une interaction ancienne entre des peridotites et les liquides infiltres, indique que ces zones de faiblesse du manteau sont les chemins preferentiels pour la circulation de fluides. Le paleogeotherme estime a partir des enclaves de l'est de la chine est caracterise par une augmentation de la temperature en fonction de la profondeur plus rapide que pour le geotherme sous-cratonique. Il ressemble a celui du se de l'australie et est inferieur a ceux des regions actuellement actives. Ceci indique une etape de la maturation au cours de l'evolution tectonique de l'est de la chine pendant le cenozoique. Compte tenu de la presence de kimberlites diamantiferes paleozoiques, le geotherme cenozoique eleve suggere une perte d'epaisseur de la lithosphere d'environ 120 km sous le nord de la chine au cours de 400 ma, par l'erosion thermique

Cette étude met en évidence le rôle de la subduction Pacifique dans la genèse des basaltes est- chinois à l’aide de la mesure de leur teneur en eau par infrarouge en transformé de Fourier (IRTF) et de leur composition isotopique en oxygène analysée par sonde ionique (SIMS). Les valeurs en δ18O des phénocristaux de clinopyroxènes (cpx) des basaltes de Shuangliao, varient entre 4.10‰ et 6.73‰. Elles suggèrent la présence d’une croûte océanique recyclée (ROC) dans la source magmatique. La forte valeur de la concentration en H2O et du rapport H2O/Ce de la source magmatique (0.90-3.06 pds.%, 158-737), suggère également la contribution de sédiments riches en eau à la source. Par contre, les basaltes de Wulanhada ont une teneur en eau nettement plus faible (0.21-0.69 pds.%). Leur δ18O élevé (5.49-7.38 ‰) et la corrélation du rapport H2O/Ce avec 87Sr/86Sr, Ba/Th, Nb/La, Nb/U et Ce/Pb indiquent clairement une contribution de sédiments déshydratés dans la source, en plus de la croûte (ROC). Dans les basaltes de Chaihe-aershan, le δ18O des cpx ainsi que la teneur en H2O initiale du magma varient sur une large gamme (4.27-8.57‰, 0.23-2.70 pds.%). À partir de la comparaison entre le δ18O des phénocristaux de cpx, H2O/Ce, Ba/Th et l’anomalie en Eu en roche totale, nous avons clairement identifié trois composantes distinctes dans la source magmatique : une croûte océanique supérieure avec des sédiments marins, une croûte océanique inférieure gabbroïque altérée et le manteau au voisinage de la source. Les mesures faites sur les basaltes ultra potassiques de Xiaogulihe révèlent des teneurs en H2O et des rapport H2O/Ce faibles (0.36-0.50 pds.%, ~15). Les valeurs en δ18O des phénocristaux d’olivine de ces basaltes, couplées à des valeurs basses en 206Pb/204Pb et relativement hautes en 87Sr/86Sr de la roche, suggèrent que l’origine de ces basaltes est très probablement liée à la présence de sédiments anciens fortement déshydratés, riches en potassium
This work is focused on the role of the Pacific subduction on the genesis of the Cenozoic continental basalts in eastern China, based on the approaches of the water contents (analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)) and oxygen isotope compositions ( analyzed by Secondary ion mass spectrometry (SIMS)).The δ18O values of cpx phenocrysts in the Shuangliao basalts range from 4.10‰ to 6.73‰, which provides a strong evidence for the contribution of recycled oceanic crust (ROC) in the mantle source. Combined with the high H2O content and H2O/Ce ratios of the “primary” magma (0.90-3.06 wt.%, 158-737), the contribution of water-rich sediment component has also been suggested. Unlike the Shuangliao basalts, the Wulanhada basalts have lower H2O contents (0.21-0.69 wt.%). The high oxygen isotope compositions (5.49-7.38 ‰) and the correlations of H2O/Ce with 87Sr/86Sr, Ba/Th, Nb/La, Nb/U and Ce/Pb ratios indicate that the contributions of a significantly dehydrated sediments and ROC to the mantle source. In Chaihe-aershan basalts, the δ18O values of cpx phenocrysts and the H2O contents of “primary” magmas vary widely (4.27-8.57‰, 0.23-2.70 wt.%).Three components (altered upper oceanic crust and marine sediments, altered lower gabbroic oceanic crust, ambient mantle) have been identified in the mantle source based on the relations between δ18O values of the cpx phenocrysts, H2O/Ce and Ba/Th ratios and the Eu anomaly of bulk rock. For the Xiaogulihe ultrapotassic volcanic rocks, the estimated H2O contents and H2O/Ce ratios are low (0.36-0.50 wt%, ~15). Combined with the high δ18O values of olivine phenocrysts, the low 206Pb/204Pb ratios and moderately high 87Sr/86Sr ratios of the bulk rock, we concluded that highly dehydrated ancient sediments could be a most likely candidate for the K-rich component in the mantle source

Une premiere partie est consacree a l'analyse des donnees de la variation journaliere des champs telluriques et magnetiques, il apparait que le manteau superieur est homogene a l'echelle d'un continent mais que par contre ses proprietes electriques varient d'un continent a l'autre, les variations sont compatibles avec les resultats de la tomographie sismique. Dans la deuxieme partie les donnees enregistrees par magsat sont utilisees pour tracer des cartes d'anomalies crustales du champ magnetique terrestre dans la region caraibes-amerique centrale. Des correlations entre ces cartes d'anomalies et les unites geodynamiques sont etudiees

L'objectif de cette etude numerique 2d est de preciser les interactions entre la dynamique du manteau superieur terrestre et la subduction sous des angles et a des vitesses varies des plaques lithospheriques. Un premier modele, cartesien, en differences finies et integrant des conditions aux limites specifiques dont cinematiques pour une subduction avancee predit le controle de la dynamique interne par la plaque qui va subducter meme a faible vitesse pour des nombres de rayleigh realistes entre 6. 10#4 et 2,5. 10#5. Dans le cas de subductions plus pentues, l'equilibre dynamique entre la meme plaque et le manteau sous-jacent est realise pour une vitesse de subduction d'autant plus elevee que l'intensite de convection est elevee. Pour un nombre de rayleigh superieur a une valeur critique comprise entre 6. 10#4 et 1,2. 10#5, une subduction tres pentue est associee a une petite echelle laterale de convection sous la plaque chevauchante, immobile, au contraire d'une subduction moins pentue. Ce resultat est correle avec l'extension d'arriere-arc observee dans le cas de subductions pentues. Inspire du precedent, un modele d'initiation d'une subduction au niveau d'une dorsale medio-oceanique a ete developpe. Ce modele predit une deviation du panache chaud initial vers le coin asthenospherique superieur, responsable de conditions magmatiques particulieres dont un temoignage sur terre est observe pour la fosse d'izu-bonin. Un troisieme modele a ete developpe en methodes spectrales dans un domaine dont la forme parallelogramme est adaptee a la geometrie de subduction. Les resultats preliminaires de l'etude de subductions avancees et tres pentues suggerent l'existence d'un angle et d'une vitesse de subduction critiques pour l'evolution de la dynamique interne sous une plaque chevauchante immobile. L'usage de conditions aux limites en particulier cinematiques permet de prendre en compte avec succes les caracteristiques d'une plaque en subduction (rigidite, vitesse, pendage et profondeur de subduction) dans un modele convectif et de discuter des implications dynamiques, thermiques, tectoniques et magmatiques au voisinage d'une zone de subduction.

Le premier objectif de cette these concerne l'etude de la conductivite electrique du manteau superieur oceanique, dans les regions de deux points chauds, de Tahiti et d'Hawaii, en utilisant des enregistrements des variations transitoires des champs electromagnetiques. L'analyse de ces enregistrements, pour la region de tahiti, a montre une region heterogene allongee suivant la direction de l'alignement de la chaine volcanique. Cette region est limitee en amont de la position du point chaud (sa manifestation en surface) et a une largeur de 270km. Il n'est pas observé un amincissement de la lithosphere, mais on observe une lithosphere globalement plus conductrice que celle observée pour le manteau normal (qui n'est pas affecte par l'activite du point chaud), ce qui peut se justifier par la presence d'une phase fondue. Pour des profondeurs entre la base de la lithosphere et 300 km, il est observe un manteau qui est appauvri d'une phase conductrice qui peut etre de l'eau ou de la phase fondue. Ceci peut indiquer la profondeur a laquelle il commence a y avoir fusion. La variation de la conductivite en profondeur relativement a la variation observee dans le manteau normal, montre l'existence d'une anomalie thermique positive (350\50\c) au moins aux profondeurs d'environ 400km. Pour le point chaud d'hawaii nous n'observons pas non plus d'amincissement de la lithosphere. Les donnees sont compatibles avec une couche plus resistante que le manteau normal, entre la base de la lithosphere et une profondeur d'environ 180km. Il s'agit d'une structure similaire a celle observee pour le point chaud de tahiti mais ici jusqu'a des profondeurs moins importantes. L'autre objectif de ce travail concerne les effets de source. Aux latitudes de tahiti des effets de source dans l'utilisation des enregistrements magnetiques (composante vertical-composantes horizontales) sont observes. Notamment nous observons aux longues periodes une polarisation du champ source, avec le champ magnetique polarise suivant la direction est-ouest. Aux courtes et moyennes periodes l'effet de source n'est pas observe en utilisant que les enregistrements de nuit des champs.

On etudie la structure du manteau superieur de la terre situe sous l'ocean pacifique par un traitement approprie des sismogrammes. On utilise tout d'abord un algorithme permettant d'obtenir la vitesse de phase des differents modes des ondes de surface. Les donnees obtenues ne peuvent s'expliquer que dans l'hypothese d'une anisotropie causee par la presence, dans le manteau, de cristaux d'olivine orientes dans une direction parallele au mouvement de la plaque pacifique. Dans un deuxieme temps, on developpe et on montre l'efficacite d'une methode d'inversion de formes d'ondes

Algorithmes developpes pour l'exploitation en routine des donnees du reseau national de surveillance sismique. Bref apercu de la sismicite francaise. Application des reseaux cp a des etudes de tomographie. Une premiere application concerne le facteur de qualite. Il est calcule par une methode basee sur les spectres des ondes p de seismes locaux et inverse dans une geometrie de bloc. Application au jura souabe. Etude 3-d des vitesses dans le fosse rhenan superieur. Enfin etude des vitesses sous la france

Ce manuscrit présente une étude expérimentale de l’effet de pression sur rhéologie de l’olivine et de la forstérite aux conditions du manteau supérieur. En effet, certains aspects de la géodynamique de l’intérieur de la Terre restent méconnus. En particulier, le manteau supérieur, en convection, présente une anisotropie sismique dont l’amplitude diminue avec la profondeur et l’olivine, composant principal du manteau supérieur, possède des propriétés mécaniques mal comprises. Des polycristaux d’olivine et de forstérite sont déformés en presse D-DIA entre 3 et 8 GPa et 1373-1673 K. A l’aide de rayonnement synchrotron, une méthode d’analyse est mise au point pour mesurer in situ les contraintes et le développement de textures dans les échantillons. Ces résultats sont ensuite complétés par des analyses en microscopie électronique en transmission. Ces données expérimentales permettent de contraindre les lois rhéologiques en déformation par fluage-dislocation, en conditions « hydratées » et jusque 8 GPa. Un effet de pression est observé avec un volume d’activation de 12,8 (5) cm3.mol-1 pour l’olivine. Ce paramètre est de 12,5 ± 5 cm3.mol-1 pour la forstérite, avec un exposant de contrainte déterminé à n’= 2,35 (0,6). L’effet d’eau est moins marqué que celui de la pression, et le fer rend l’olivine plus ductile que la forstérite. Les textures développées au cours des expériences montrent un plan de glissement (010) dominant en-dessous de 8 GPa. Au-delà, d’autres systèmes de glissement et/ou un autre mécanisme de déformation entrent en jeu. Cette transition de textures est bien corrélée avec la chute d’anisotropie observée dans le manteau supérieur en-deçà de 200 km
This manuscript presents an experimental investigation of the effect of pressure on the rheology of olivine and forsterite. Indeed, the geodynamics of the Earth’s interior is not always well understood and needs input for experimental data. The movements of materials in the Earth mantle induce plastic deformation of the constitutive minerals and, particularly, are connected to the rheology of olivine, the main constituent of the upper mantle. Polycristalline olivine and forsterite are deformed in D-DIA at pressure-temperature conditions of the upper mantle, from 3 to 8 GPa and 1373-1673 K. Coupled with synchrotron radiations, applied stresses and developed lattice preferred orientations are measured in situ, with the addition of transmission electron microscopy observations on the run products. From these experimental data, rheological laws have been determined in dislocation-creep regime, under “wet” conditions and below 8GPa for both of these minerals. Pressure effect is observed with an activation volume of 12.8 ± (5) cm3.mol-1 for olivine. For forsterite, this parameter is 12.5 ± 5 cm3.mol-1, with a stress-exponent of n’= 2.35 (0.6). The water influence is apparently not significant compared to the pressure effect, and the iron-bearing olivine is more ductile than iron-free olivine.Developed textures show a dominant slip-system along the (010) plane below 8 GPa. Above, textures are weaker, leading to the conclusion that others slip-systems and/or deformation mechanisms take a part in the plasticity of the olivine. This transition is well correlated with the decreasing of the observed seismic anisotropy of the upper mantle below -200 km

L'un des buts de la sismologie est de décrire la structure profonde du globe. Récemment, de nouvelles techniques d'inversion des données ont été mises au point, tandis que de nouveaux réseaux sismologiques de plus en plus denses et performants étaient installés, permettant une meilleure connaissance de l'inte��rieur de la Terre. L'étude tri-dimensionnelle du manteau supérieur sous l'Océan Atlantique grace à l'inversion des données sismologiques longue période s'inscrit dans le cadre de ces recherches. Ce travail se décompose en 3 étapes. Tout d'abord, les vitesses de groupe et de phase du mode fondamental de Rayleigh sont mesurées sur 86 trajets directs séisme-station à travers l'Océan Atlantique, En utilisant la composante verticale d'enregistrements Géoscope très longue période (VLP), complétés par des données IDA et GDSN, Pour un domaine de périodes compris entre 50 et 200 s. Les vitesses obtenues sur chaque trajet sont ensuite corrigées des perturbations dues aux couches superficielles de la Terre jusqu'à la base de la croûte terrestre, puis régionalisées à période constante. Cette régionalisation est effectuée sous forme continue, sans à-priori géographique. L'inversion simultanée des cartes de vitesses de groupe et de phase à période constante montre que les vitesses d'ondes S se répartissent principalement suivant deux distributions : la première est corrélée à l'âge du plancher océanique et est mieux exprimée, jusqu'à de grandes profondeurs, dans l'Atlantique Nord. La deuxième présente des anomalies orientées Est-Ouest, alternativement lentes et rapides suivant une direction Nord-Sud. Dans l'Atlantique sud, ce second type de distribution est bien corrélé géographiquement avec l'anomalie isotopique Dupal. Il pourrait aussi correspondre au sommet d'une cellule de convection induite par la subduction sud-américaine [. . . ]. Une tentative d'interprétation des profils de vitesses d'ondes S en termes de température conduit à considérer la lithosphère comme une couche thermique limite, dont l'épaisseur et la température à la base sont en accord avec les interprétations de flux de chaleur et de bathymétrie des fonds océaniques