Littérature scientifique sur le sujet « Tectonique en subduction et décrochement »

L’analyse tectono-sédimentaire des séries méso-cénozoïques permet de dégager les principales lignes structurales qui ont conditionné l’évolution structuro-sédimentaire des bassins de la Tunisie centro-orientale. Il s’agit d’une plate-forme hiérarchisée en un ensemble de bassins sublosangiques, à subsidence différentielle, limités par des accidents en relais de décrochement de direction N140 et des accidents N040 ou NS. L’évolution géodynamique de ces bassins est marquée par deux phases distinctes séparées par une inversion de subsidence durant le passage cénomano-campanien. Pendant l’intervalle Cénomanien supérieur-Santonien, une tectonique décrochante compressive s’est manifestée par le jeu dextre d’accidents NW-SE agencés en relais gauche de décrochement. Ce sont les bassins localisés à l’extérieur des zones de relais qui ont enregistré le maximum de subsidence. En revanche, les bassins situés à l’intérieur des zones de relais, étaient le siège d’une sédimentation réduite. Au cours du Campanien-Yprésien, les bassins subsidents seront plutôt localisés à l’intérieur des zones de relais. Alors que, à l’extérieur des zones de relais, on note une sédimentation réduite et même partiellement lacuneuse.

L’obduction, charriage de la lithosphère océanique sur la croûte continentale, à l’origine des ophiolites, a été défini suite à la révolution de la tectonique des plaques. Dans un premier temps, les analyses ont surtout porté sur la pétrographie et la géochimie des ensembles ophiolitiques (par ex. Vourinos en Grèce, Troodos à Chypre, nappe du Semail en Oman). Notre étude concerne principalement un secteur des Hellénides, le massif de l’Othrys, où l’on peut observer un système ophiolitique complet représenté par un empilement de nappes mises en place pendant l’obduction de l’Océan téthysien Maliaque. L’existence d’une couverture crétacée discordante sur ces nappes, permet de les attribuer, sans équivoque, au processus d’obduction du Jurassique moyen-supérieur. Le dispositif structural est constitué de trois nappes ophiolitiques recouvrant un ensemble de cinq autres nappes correspondant à l’écaillage de la marge continentale sous ces nappes ophiolitiques. Dans ce massif, les ophiolites datées du Jurassique moyen (Mega Isoma et Metalleion) présentent des caractéristiques en partie comparables (répartition, nature pétrographique, âge) à celles des ophiolites du Vourinos-Pinde du Nord, supposées être nées au sein de la plaque supérieure d’une zone de subduction. En revanche, nous avons pu mettre en évidence, en Othrys, des nappes originales : i) une nappe ophiolitique de pillow-lavas du Trias (Fourka, de type MORB) témoin de la période initiale de l’océan ; ii) des nappes issues de la marge distale permettant de reconstituer précisément cette marge. L’analyse de ces différentes nappes nous a permis de reconnaître ou de préciser certaines modalités du processus d’obduction : i) la mise en place tectonique d’une unité (Fourka) appartenant à la plaque plongeante au niveau d’une subduction (et non pas à la plaque supérieure) ; ii) la genèse de certaines nappes à partir de failles normales listriques liées au rifting triasique (processus d’inversion tectonique positive) ; iii) les modalités de déplacement des nappes sur le domaine continental (marge et plate-forme) par l’analyse des mélanges à blocs nés à l’avant des nappes. Deux événements tardi-obduction ont également été étudiés : la genèse d’un bassin d’avant-chaîne et le développement de fenêtres tectoniques au cœur des nappes.

The Damara Supergroup in Namibia and the Katanga Supergroup in the Central African Copperbelt (some 1000 km apart) are characterized by rock successions indicative of almost coeval orogenic evolution through phases of intracontinental rifting, spreading, continental rupture, subduction, ocean closure and continental collision in what appears to have been a single, elongate orogenic belt. Rifting began at about 880 Ma and lasted until about 800 or 756 Ma. Post-rift thermal sag and marine transgression produced the first correlatable stratigraphic units, the argillaceous Beesvlakte and Ore Shale Formations, in northern, carbonate-dominated platformal successions on the Damaran Northern Platform and the Katangan Lufilian Arc or Fold Belt, respectively. Sturtian (~735 Ma) and Marinoan (635 Ma) glacial units are common to both successions as well as syntectonic molasse sequences (~595–550 Ma). Continental collision occurred at about 542 Ma and the post-tectonic peak of regional metamorphism was at about 535–530 Ma. Mineral ages record cooling to about 460 Ma. The extensive occurrence of stratabound, but not stratiform, copper mineralization, evaporitic minerals, salt and thrust tectonics, syntectonic breccias, and intense alteration in the Lufilian Arc have no significant equivalents in the Northern Platform. However, the Beesvlakte Formation has both concordant and strongly discordant styles of copper mineralization and the mode of occurrence of mineralization in the Copperbelt can be a guide to exploration in Namibia.SOMMAIRELe Supergroupe de Damara en Namibie et le Supergroupe de Katanga de la bande cuprifère d’Afrique centrale (distant de 1 000 km) sont caractérisés par des successions de roches montrant une évolution orogénique presque contemporaines dans leurs phases de distension intracontinentale, d’expansion, de rupture continentale, de subduction, de fermeture océanique et de collision continentale, dans ce qui semble avoir été une seule et même bande orogénique étroite. La distension a débutée il y a environ 880 Ma et s’est prolongé jusqu’à 800 Ma ou 756 Ma. Le fléchissement thermique post-distension et la transgression marine ont donné les premières unités stratigraphiques corrélables, soit la Formation argileuse de Beesvlakte et la Formation de Ore Shale, de la portion nord des successions de plateforme principalement carbonatées sur la Plateforme nord de Damaran et de l’Arc ou de la bande plissée de Katangan Lufilian respectivement. Les unités glaciaires de Sturtian (~735 Ma) et de Marinoan (635 Ma) sont communes aux deux successions, tout comme les séquences de molasses syntectoniques (~595–550 Ma). La collision continentale s’est produite il y a environ 542 Ma et le pic post-tectonique de métamorphisme régional a eu lieu il y a environ 535 à 530 Ma. Selon les datations minérales, le refroidissement s’est produit il y a environ 460 Ma. La prépondérance du contexte stratoïde plutôt que stratiforme des minéralisations de cuivre, des minéraux d’évaporites, de sel et de tectonique de compression, de brèches syntectoniques, et d’altération intense dans l’Arc de Lufilian, n’a pas d’équivalent dans la plateforme du nord. Cependant, la Formation de Beesvlakte présente des minéralisations de cuivre qui sont ou concordantes, ou fortement discordantes, et le mode d’occurrence de la minéralisation dans le bande cuprifère peut servir de guide à l’exploration en Namibie.

The Late Miocene – Early Pliocene Siroua strato-volcano is made of particular hyperalkaline rocks. It lies between the High-Atlas and the Anti-Atlas, in a collisional zone related to the continental subduction of the African plate under the Moroccan Meseta. Our field observations and analyses of SPOT, Landsat-MSS, and DEM (digital elevation model) imagery have permitted mapping of faults, joints, and volcanic edifices. The elongate shape of volcanoes and linear clusters of adjacent edifices, together with their relationships with faults, show that magma ascent was favored by tectonic crustal scale open fractures, essentially tension fractures, tail-cracks, and open faults. These fractures, together with other nonvolcanic, narrow, NNE-striking troughs, provide valuable information on the regional deformation since the Late Miocene. The shortening–extension type strain, which is responsible for the open fractures, is situated near the Azdem transform, a zone of active faults striking NNE, parallel to the convergence trend. The transform links two segments of the "Accident Sud-Atlasique," which constitute the border between the Moroccan Meseta and the African plate. The magma seems to originate from the lithospheric mantle, but asthenospheric material had previously migrated upward along the Panafrican suture zone. This mixed magma finally was transferred to the surface as a result of the onset of the open fractures prior to fault motions. The Siroua volcanic activity results from the conjunction of (1) a Panafrican suture zone and (2) a zone of open fractures due to "strike-slip" strain near a local transform inside the area of collision.

The boundary between rocks assigned to the Intermontane superterrane in the interior of the Canadian Cordillera and those of the Insular superterrane in the westernmost Cordillera of British Columbia and southeastern Alaska lies within/along the Coast Mountains, in which is exposed the core of an orogen that emerged as a discrete tectonic entity between 105 and 45 million years ago. Evidence from the Coast Mountains and flanking areas indicates that parts of the Intermontane superterrane (in Stikinia and Yukon-Tanana terranes) were near those of the Insular superterrane (Wrangellia and Alexander terranes) by the Early Jurassic (~180 Ma). This timing, as well as paleobiogeographic and paleomagnetic considerations, appears to discount a recent hypothesis that proposes westward-dipping subduction beneath an intra-oceanic arc on Insular superterrane resulted in arc-continent collision and inaugurated Cordilleran orogenesis in the Late Jurassic (~146 Ma). The hypothesis also relates the subducted ocean that had separated the superterranes to a massive, faster-than-average-velocity seismic anomaly in the lower mantle below the eastern seaboard of North America. To create such an anomaly, subduction of the floor of a large ocean was needed. The only surface record of such an ocean in the interior of the Canadian Cordillera is the Cache Creek terrane, which lies within the Intermontane superterrane but is no younger than Middle Jurassic (~174 Ma). This terrane, together with the probably related Bridge River terrane in the southeastern Coast Mountains, which is as young as latest Middle Jurassic (164 Ma) and possibly as young as earliest Cretaceous (≥ 130 Ma), appear to be the only candidates in Canada for the possible surface record of the seismic anomaly. SOMMAIRELa limite entre les roches assignées au Superterrane d’intermont de l’intérieur des Cordillères canadiennes et celles du Superterrane insulaire dans la portion la plus à l’ouest de la Cordillère de Colombie-Britannique et du sud-est de l’Alaska se trouvent dans et au long de la Chaîne côtière, au sein de laquelle affleure le noyau d’un orogène qui est apparu comme entité tectonique distincte entre 105 et 45 millions d’années. Des indices de la Chaîne côtière et des régions environnantes montrent que des portions du Superterrane d’intermont (dans les terranes de Stikinia et de Yukon-Tanana) se trouvaient alors près de celles du Superterrane insulaire (terranes de Wrangellia et d’Alexander) au début du Jurassique (~180 Ma). Cette chronologie, ajoutée à certains facteurs paléobiogéographiques et paléomagnétiques semblent discréditer une hypothèse récente voulant qu’une subduction à pendage ouest sous un arc intra-océanique sur le Superterrane insulaire résultait d’une collision entre un arc et le continent, initiant ainsi l’orogénèse de la Cordillère à la fin du Jurassique (~146 Ma). Cette hypothèse relie aussi l’océan subduit qui séparait les superterranes à une anomalie de vitesse sismique plus rapide que la normale dans le manteau inférieur sous le littoral maritime oriental de l’Amérique du Nord. Pour créer une telle anomalie, la subduction du plancher d’un grand océan était nécessaire. La seule indication de surface de l’existence d’un tel océan à l’intérieur de la Cordillère canadienne est le terrane de Cache Creek qui, bien qu’il se trouve dans le Superterrane d’intermont, est plus ancien que le Jurassique moyen (~174 Ma). Ce terrane, avec son équivalent probable de Bridge River dans le sud-est de la Chaîne côtière, qui est aussi jeune que la fin du Jurassique (164 Ma) et peut-être aussi jeune que le début du Crétacé (≥ 130 Ma), semblent être les seuls candidats au Canada offrant des vestiges en surface de cette anomalie sismique.

We propose an intimate relationship between Silurian terrestrial red bed sedimentation (Old Red Sandstone), slab breakoff-related magmatism and deformation in the Newfoundland Appalachians. Red bed sedimentation started during the Early Silurian, and records the progressive rise of the Salinic mountains in the tectonic hinterland of the orogen. The red beds were mainly deposited in molasse-style foreland basins in front of an east-propagating terminal Salinic deformation front. New U–Pb zircon dating of volcanic rocks interlayered with the Silurian red beds in key structural locations yielded ages ranging between 425 and 418 Ma, which, combined with the existing geochronological database, suggests that the sedimentary rocks are progressively younger from west to east and overstep the accreted Gondwana-derived terranes. We propose that deposition of the red beds is a good proxy for the time of cratonization of the accreted terranes. Eastward migration of the Salinic deformation front was accompanied by eastward-widening of a slab-breakoff-related asthenospheric window. The latter is interpreted to have formed due to a combination of progressive steepening of the down-going plate following entrance of the leading edge of the Gander margin and its eduction. Gander margin eduction (reversed subduction) is proposed to have been instigated by the trench migration of the Acadian coastal arc built upon the trailing edge of the Gander margin, which developed contemporaneously with the Salinic collision. The resultant thinning of the lithosphere beneath the Salinic orogen, built upon the leading edge of the Gander margin immediately prior to the onset of the Early Devonian Acadian orogeny, set the stage for generation of the widespread bloom of Acadian magmatism.SOMMAIRENous proposons qu’il y a eu une relation intime entre la sédimentation des couches rouges continentales au Silurien (vieux-grès-rouges), un magmatisme lié à une rupture de segments de croûte, et la déformation appalachienne à Terre-Neuve. La sédimentation des couches rouges qui a débuté au début du Silurien témoigne du soulèvement progressif des monts saliniques de l’arrière-pays tectonique de l’orogène. Les couches rouges se sont déposées sous forme de molasses dans des bassins d’avant-pays, à l’avant du front de déformation salinique terminale qui se déployait vers l’est. De nouvelles datations U-Pb sur zircon de roches volcaniques interstratifiées avec des couches rouges siluriennes en des lieux structurels stratégiques montrent des âges qui varient entre 425 Ma et 418 Ma, ce qui, combiné aux bases de données géochronologiques existantes permet de penser que les roches sédimentaires sont progressivement plus jeunes d’ouest en est, et qu’elles surplombent les terranes accrétés du Gondwana. Nous suggérons que les couches rouges sont de bons indicateurs temporels de la cratonisation des terranes accrétés. La migration vers l’est du front de la déformation salinique a été accompagnée par un élargissement vers l’est d’une fenêtre asthénosphérique liée à une rupture de la croûte. Cette dernière aurait été provoquée par la combinaison de l’enfoncement progressif de la plaque qui a suivi l’entrée du bord d’attaque de la marge de Gander, et son éduction. Nous proposons que l’éduction (l’inverse de la subduction) de la marge de Gander a été provoquée par la migration de la fosse tectonique côtière acadienne, induite par la migration du bord d’attaque de la marge de Gander, contemporaine de la collision salinique. L’amincissement de la lithosphère sous l’orogène salinique qui en a résulté, et qui s’est déployé au bord d’attaque de la marge de Gander juste avant l’enclenchement de l’orogénie acadienne au début du Dévonien, a préparé le terrain du déploiement à grande échelle du magmatisme acadien.

Plate reconstructions indicate that if the Yellowstone plume existed prior to 50 Ma, then it would have been overlain by oceanic lithosphere located to the west of the North American plate (NAP). In the context of models supporting long-lived easterly directed subduction of oceanic lithosphere beneath the NAP, the Yellowstone plume would have been progressively overridden by the NAP continental margin since that time, the effects of which should be apparent in the geological record. The role of this ‘ancestral’ Yellowstone plume and its related buoyant swell in influencing the Late Mesozoic–Cenozoic tectonic evolution of the southwestern United States is reviewed in the light of recent field, analytical and geophysical data, constraints provided by more refined paleogeographic constructions, and by insights derived from recent geodynamic modeling of the interaction of a plume and a subduction zone. Geodynamic models suggesting that the ascent of plumes is either stalled or destroyed at subduction zones have focused attention on the role of gaps or tears in the subducted slab that permit the flow of plume material from the lower to the upper plate during subduction. These models imply that the ascent of plumes may be significantly deflected as plume material migrates from the lower to the upper plate, so that the connection between the hot spot track calculated from plate reconstructions and the manifestations of plume activity in the upper plate may be far more diffuse compared to the more precise relationships in the oceanic domain. Other geodynamic models support the hypothesis that subduction of oceanic plateau material beneath the NAP correlates with the generation of a flat slab, which has long been held to have been a defining characteristic of the Laramide orogeny in the western United States, the dominant Late Mesozoic–Early Cenozoic orogenic episode affecting the NAP. Over the last 20 years, a growing body of evidence from a variety of approaches suggests that a plume existed between 70 and 50 Ma within the oceanic realm close to the NAP margin in a similar location and with similar vigour to the modern Yellowstone hot spot. If so, interaction of this plume with the margin would have been preceded by that of its buoyant swell and related oceanic plateau, a scenario which could have generated the flat slab subduction that characterizes the Laramide orogeny. Unless this plume was destroyed by subduction, it would have gone into an incubation period when it was overridden by the North American margin. During this incubation period, plume material could have migrated into the upper plate via slab windows or tears or around the lateral margins of the slab, in a manner consistent with recent laboratory models. The resulting magmatic activity may be located at considerable distance from the calculated hot spot track. The current distribution of plumes and their buoyant swells suggests that their interaction with subduction zones should be common in the geological record. If so, the Late Mesozoic–Cenozoic evolution of western North America may represent a relatively modern analogue for such processes.RÉSUMÉLes reconstitutions de plaques montrent que si le panache de Yellowstone avait existé avant 50 Ma, il aurait été recouvert par la lithosphère océanique située à l'ouest de la plaque nord-américaine (PNA). Dans le contexte de modèles de subduction de longue durée vers l’est de la lithosphère océanique sous la PNA, avec le temps, la marge continentale de la PNA aurait progressivement neutralisé le panache de Yellowstone, et on devrait en voir les effets dans le registre géologique. Le rôle de ce panache de Yellowstone « ancestral » et de son renflement de surface régional associé sur l'évolution tectonique du Sud-ouest des États-Unis au Mésozoïque–Cénozoïque tardif est reconsidéré ici à la lumière de données récentes, de terrain, analytiques et géophysiques, de contraintes découlant de constructions paléogéographiques affinées, et d’idées nouvelles découlant d’une modélisation géodynamique récente de l'interaction d'un panache et d'une zone de subduction. Les modèles géodynamiques suggérant que l'ascension des panaches soient bloquée ou détruite dans les zones de subduction ont attiré l'attention sur le rôle d’hiatus ou de déchirures dans la plaque subduite qui permettent le passage du matériau du panache de la plaque inférieure à la plaque supérieure pendant la subduction. Ces modèles impliquent que le flux ascendant des panaches peut être sensiblement dévié alors que le matériau du panache migre de la plaque inférieure à la plaque supérieure, de sorte que la connexion entre la trace du point chaud calculée à partir des reconstructions de la plaque et les manifestations de l'activité du panache dans la plaque supérieure peut être bien plus diffuse que sa contrepartie du domaine océanique. D'autres modèles géodynamiques appuient l'hypothèse selon laquelle la subduction du matériau de plateau océanique sous la PNA correspond à la génération d'une plaque plate, particularité qui a longtemps été considérée comme caractéristique déterminante de l'orogenèse de Laramide dans l'ouest des États-Unis, épisode orogénique dominante de la fin du Mésozoïque au début du Cénozoïque affectant la PAN. Au cours des 20 dernières années, un nombre croissant d'éléments de preuve provenant d'une variété d'approches suggèrent qu'un panache existait bien entre 70 et 50 Ma dans le domaine océanique près de la marge la PNA, en un endroit et avec une vigueur similaires au point chaud de Yellowstone moderne. Le cas échéant, l'interaction de ce panache avec la marge aurait été précédée de celle de son renflement de surface et du plateau océanique connexe, scénario qui aurait pu générer la subduction de la plaque plate qui caractérise l'orogenèse Laramide. À moins que ce panache n'ait été détruit par subduction, il serait entré dans une période d'incubation lorsqu’il a été recouvert par la marge nord-américaine. Au cours de cette période d'incubation, le matériau du panache aurait pu migrer dans la plaque supérieure par des fenêtres ou déchirures de la plaque ou autour des marges latérales de la plaque, conformément aux modèles récents de laboratoire. La trace de l'activité magmatique résultante pourrait se trouver alors à une distance considérable de la trace du point chaud calculée. La distribution actuelle des panaches et de leurs renflements de surface suggère que leur interaction avec les zones de subduction devrait être un phénomène courant dans le registre géologique. Si tel est le cas, l'évolution du Mésozoïque–Cénozoïque tardif de l'Amérique du Nord occidentale peut représenter un analogue relativement moderne pour de tels processus.

We examined the temporal and spatial relations of rock units within the Western Cordillera of Peru where two Cretaceous basins, the Huarmey-Cañete and the West Peruvian Trough, were considered by previous workers to represent western and eastern parts respectively of the same marginal basin. The Huarmey-Cañete Trough, which sits on Mesoproterozoic basement of the Arequipa block, was filled with up to 9 km of Tithonian to Albian tholeiitic–calc-alkaline volcanic and volcaniclastic rocks. It shoaled to subaerial eastward. At 105–101 Ma the rocks were tightly folded and intruded during and just after the deformation by a suite of 103 ± 2 Ma mafic intrusions, and later in the interval 94–82 Ma by probable subduction-related plutons of the Coastal batholith. The West Peruvian Trough, which sits on Paleozoic metamorphic basement, comprised a west-facing siliciclastic-carbonate platform and adjacent basin filled with up to 5 km of sandstone, shale, marl and thinly bedded limestone deposited continuously throughout the Cretaceous. Rocks of the West Peruvian Trough were detached from their basement, folded and thrust eastward during the Late Cretaceous–Early Tertiary. Because the facies and facing directions of the two basins are incompatible, and their development and subjacent basements also distinct, the two basins could not have developed adjacent to one another. Based on thickness, composition and magmatic style, we interpret the magmatism of the Huarmey-Cañete Trough to represent a magmatic arc that shut down at about 105 Ma when the arc collided with an unknown terrane. We relate subsequent magmatism of the early 103 ± 2 Ma syntectonic mafic intrusions and dyke swarms to slab failure. The Huarmey-Cañete-Coastal batholithic block and its Mesoproterozoic basement remained offshore until 77 ± 5 Ma when it collided with, and was emplaced upon, the partially subducted western margin of South America to form the east-vergent Marañon fold–thrust belt. A major pulse of 73–62 Ma plutonism and dyke emplacement followed terminal collision and is interpreted to have been related to slab failure of the west-dipping South American lithosphere. Magmatism, 53 Ma and younger, followed terminal collision and was generated by eastward subduction of Pacific oceanic lithosphere beneath South America. Similar spatial and temporal relations exist over the length of both Americas and represent the terminal collision of an arc-bearing ribbon continent with the Americas during the Late Cretaceous–Early Tertiary Laramide event. It thus separated long-standing westward subduction from the younger period of eastward subduction characteristic of today. We speculate that the Cordilleran Ribbon Continent formed during the Mesozoic over a major zone of downwelling between Tuzo and Jason along the boundary of Panthalassic and Pacific oceanic plates.SOMMAIRENous avons étudié les relations spatiales et temporales des unités de roches dans la portion ouest de la Cordillère du Pérou, où deux bassins crétacés, la fosse d’accumulation de Huarmey-Cañete et la fosse d’accumulation péruvienne de l’ouest, ont été perçues par des auteurs précédents comme les portions ouest et est d’un même bassin de marge. La fosse de Huarmey-Cañete, qui repose sur le socle mésoprotérozoïque du bloc d’Arequipa, a été comblée par des couches de roches volcaniques tholéitiques – calco-alcalines de l’Albien au Thithonien atteignant 9 km d’épaisseur. Vers l’est, l’ensemble a fini par former des hauts fonds. Vers 105 à 101 Ma, les roches ont été plissées fortement puis recoupées par une suite d’intrusions vers 103 ± 2 Ma, durant et juste après la déformation, et plus tard dans l’intervalle 94 – 82 Ma, probablement par des plutons de subduction du batholite côtier. Quant à la fosse d’accumulation péruvienne de l’ouest, elle repose sur un socle métamorphique paléozoïque, et elle est constituée d’une plateforme silicoclastique – carbonate à pente ouest et d’un bassin contigu comblé par des grès, des schistes, des marnes et des calcaires finement laminés atteignant 5 km d’épaisseur et qui se sont déposés en continu durant tout le Crétacé. Les roches de la fosse d’accumulation péruvienne de l’ouest ont été décollées de leur socle, plissées et charriées vers l’est durant la fin du Crétacé et le début du Tertiaire. Parce que les facies et les profondeurs de sédimentation de ces deux fosses d’accumulation dont incompatibles, et que leur développement et leur socle sont différents, ces deux fosses ne peuvent pas s’être développées côte à côte. À cause de l’épaisseur accumulée, de sa composition et du style de son magmatisme, nous pensons que la fosse d’accumulation de Huarmey-Cañete représente un arc magmatique qui s’est éteinte vers 105 Ma, lorsque l’arc est entré en collision avec un terrane inconnu. Nous pensons que le magmatisme subséquent aux premières intrusions mafiques syntectoniques et aux réseaux de dykes de 103 ± 2 Ma sont à mettre au compte d’une rupture de plaque. Le bloc Huarmey-Cañete-batholitique côtier et son socle mésoprotérozoïque sont demeurés au large jusqu’à 77 ± 5 Ma, moment où il est entré en collision et a été poussé par-dessus la marge ouest sud-américaine partiellement subduite, pour ainsi former la zone de chevauchement de vergence est de Marañon. Nous croyons que la séquence majeure de plutonisme et d’intrusion de dykes qui a succédé à la collision finale à 73–62 Ma doit être reliée à une rupture de la plaque lithosphérique sud-américaine à pendage ouest. Le magmatisme de 53 Ma et plus récent qui a succédé à la collision finale, a été généré par la subduction vers l’est de la lithosphère océanique du Pacifique sous l’Amérique du Sud. Des relations temporelles et spatiales similaires qui existent tout le long des deux Amériques représentent la collision terminale d’un ruban continental d’arcs avec les Amériques durant la phase tectonique laramienne de la fin du Crétacé–début du Tertiaire. Elle a donc séparé la subduction vers l’ouest de longue date de la période de subduction vers l’est plus jeune caractérisant la situation actuelle. Nous considérons que le ruban continental de la Cordillère s’est constitué durant le Mésozoïque au-dessus d’une zone majeure de convection descendante entre Tuzo et Jason, le long de la limite entre les plaques océaniques Panthalassique et Pacifique.

The St. Cyr area near Quiet Lake hosts well preserved to variably retrogressed eclogite found as sub-metre to hundreds of metre-long lenses within quartzofeldspathic schist in south-central Yukon, Canada. The St. Cyr klippe consists of structurally imbricated, polydeformed and polymetamorphosed units of continental arc crust and ultramafic–mafic rocks. Eclogite-bearing quartzofeldspathic schist forms thrust slices in a 30 km long by 6 km wide, northwest-striking outcrop belt. The schist unit comprises metasedimentary and felsic intrusive rocks that are intercalated on the metre to tens of metres scale. Ultramafic rocks, serpentinite and associated greenschist-facies metagabbro form imbricated tectonic slices within the eclogite-bearing quartzofeldspathic unit, which led to a previously held hypothesis that eclogite was exhumed within a tectonic mélange. The presence of phengite and Permian zircon crystallized under eclogite-facies metamorphic conditions in the quartzofeldspathic host rocks indicate that the eclogite was metamorphosed in situ together with the schist as a coherent unit that was part of the continental arc crust of the Yukon–Tanana terrane, rather than a mélange associated with the subduction of oceanic crust of the Slide Mountain terrane. Petrological, geochemical, geochronological and structural similarities link St. Cyr eclogite to other high-pressure localities within Yukon, indicating the high-pressure assemblages form a larger lithotectonic unit within the Yukon–Tanana terrane.RÉSUMÉLa région de St-Cyr renferme des éclogites bien conservées à légèrement rétrogradées qui se présentent sous forme de lentilles allant de la fraction de mètre à quelques centaines de mètres de longueur, au sein d’un schiste quartzofeldspathique du centre-sud du Yukon au Canada. La klippe de St-Cyr est structurellement constituée d’unités imbriquées, polydéformées et polymétamorphisées de croûte d’arc continental et de roches ultramafiques à mafiques. Les schistes quartzofeldspathiques à lentilles d’éclogites forment des écailles de chevauchement d’une bande de 30 km de longueur par 6 km de largeur de direction nord-ouest. Les schistes sont constitués de roches métasédimentaires et de roches intrusives felsiques intercalées à des intervalles qui vont du mètre à quelques dizaines de mètres. Les roches ultramafiques, serpentinites et métagabbros au facies à schiste vert forment des écailles tectoniques imbriquées au sein de l’unité quartzofeldspathique à lentilles d’éclogite, d’où une précédente hypothèse voulant que les éclogites soient un produit d’exhumation à partir d’un mélange tectonique. La présence de phengite et de zircon permien cristallisé sous conditions métamorphiques du faciès à éclogite au sein de la roche hôte quartzofeldspathique indiquent que l’éclogite a été métamorphisée en place, avec le schiste comme unité cohérente du terrane de croûte d’arc continental de Yukon–Tanana, plutôt qu’un mélange associé à une subduction de croûte océanique du terrane de Slide Mountain. Des similarités pétrologiques, géochimiques, géochronologiques et structurales lient les éclogites de St-Cyr à d’autres lieux de hautes pressions au Yukon, ce qui indique que les assemblages de hautes pressions forment une unité lithotectonique plus grande au sein du terrane de Yukon–Tanana.

Les transitions spatiale et temporelle de la subduction à la collision sont des charnières géodynamiques. Nous précisons dans ce travail le rôle et le devenir de ces zones grâce à des modèles analogiques et l'étude tectonique d'un cas réel. La modélisation a montré qu'une transition temporelle entre subduction et collision est toujours marquée par une phase de subduction continentale. La durée de cette phase dépend de la façon dont se déforme la lithosphère subductée en profondeur. Plus elle se déforme, plus courte est la subduction continentale. Dans le cas d'une transition latérale entre subduction et collision, la déformation de la plaque supérieure est aussi fonction de sa résistance à la déformation et notamment de l'existence de zones de faiblesse. Notre analyse tectonique montre que la déformation actuelle à la transition Zagros-Makran (SE Iran) est distribuée sur un large domaine, au niveau de deux systèmes de failles, d'orientation N 160° et N 0°. Le régime est globalement transpressif, et montre deux phases distinctes. 1-Mio-Pliocène : failles inverses avec un probable partitionnement avec des plis. 2-Plio-Quaternaire : déformation purement cassante, avec une contrainte principale horizontale, s1, de direction NE-SO, homogène sur toute la zone. L'analyse de marqueurs géomorphologiques décalés et datés (datations 10Be, et corrélations paléoclimatiques et archéologiques), nous a permis de déterminer les vitesses de déplacement de chaque faille et d'obtenir le déplacement total sur la zone, de 12±2 mm/a dans une direction environ ~10°. La distribution de la déformation montrée par la tectonique peut être attribuée à la prolongation du slab du Makran sous le Zagros, et montre, comme la modélisation, à quel point la déformation de surface est tributaire de processus profonds. La déformation en Iran comme celle des modèles montre de plus une forte localisation de la déformation par des zones de faiblesse héritées de l'histoire géologique régionale.

La repetition de mesures geodesiques sur des reseaux implantes autour des failles de sumatra et philippines a permis de quantifier les vitesses de deplacement le long de ces accidents tectoniques majeurs, de comprendre le comportement sismogeniques de ces failles et de contraindre les etudes de geodynamique regionale. Les mesures geodesiques le long de la grande faille de sumatra montrent que les segments etudies ont un comportement sismique. Dans le sud de l'ile, un seisme de magnitude 6. 8 a rompu le segment etudie de la faille entre deux epoques de mesures du reseau. En revanche, dans la partie centrale, le segment de la faille etudie est bloque entre les epoques de mesures. L'etude du mouvement en champ lointain donne une vitesse le long de la faille de 27 mm par an. Cette etude montre egalement une dissymetrie des deformations entre les lanieres situees a l'est et a l'ouest de la faille. La vitesse de decrochement le long de la faille philippine est plus rapide que la vitesse le long de la faille de sumatra. L'ensemble des resultats geodesiques sur la partie centrale des philippines conduit a une vitesse de 31 a 35 mm/an. Cette vitesse est plus elevee que la vitesse deduite des etudes tectonique et cinematique. Ces etudes prealables sont mal contraintes ou utilisent des hypotheses trop simplificatrices. Contrairement aux segments etudies de la faille de sumatra, les segments de la faille philippine etudies ont un comportement totalement ou en partie asismique. Toutefois, il existe de la deformation dans le voisinage proche de la faille. Ces deformations sont liees a la non-continuite dans le temps des deplacements le long de la faille. Enfin, l'etude geodesique et sismologique sur l'ile de leyte a permis de montrer l'existence d'une branche de la faille philippine jusqu'alors non identifiee.

Le magmatisme cénozoïque de la ceinture orogénique qui relie les zones tectoniques de l'Iran, du bloc arménien méridional (petit Caucase) et de la Turquie, reste un sujet de débat. Cette recherche se concentre sur l'épaisse succession géologique de roches volcaniques shoshonitiques calco-alcalines riches en K exposées dans le massif de Talysh, qui fait partie de la ceinture magmatique de l'Alborz, dans le nord-ouest de l'Iran. L'objectif de cette étude est d'étudier les roches volcaniques relativement peu étudiées du massif de Talysh afin de mieux contraindre le cadre géodynamique du magmatisme pendant la convergence régionale. Une étude complète incluant de nouvelles données de terrain, la chimie minérale, la géochimie des éléments majeurs et traces des roches totales, la composition isotopique (Sr, Nd, Pb, Hf), la géochronologie 40Ar-39Ar, et le zircon U-Pb. Cette montre une série magmatique de basaltes riches en olivine, basaltes à clinopyroxène-phyrique, basaltes à clinopyroxène-phyrique, basaltes à amphibole-phyrique, téphrites, trachy-andésites et roches pyroclastiques. Ils contiennent de multiples populations de cristaux : olivine, clinopyroxène, amphibole et phlogopite, avec des textures de rééquilibrage ainsi qu'une zonation oscillatoire et inverse complexe, des textures criblées et des textures de résorption, ce qui suggère que les magmas ont été stockés dans et différenciés dans des chambres magmatiques avec des réinjections successives avant l'éruption. En outre, les âges 40Ar-39Ar de la biotite et des amphiboles des basaltes et les âges U-Pb du zircon des roches pyroclastiques indiquent que l'activité volcanique s'est déroulée pendant ~ 10 Myr (49-38 Myr). L'enrichissement en LILE et l'appauvrissement en Nb, Ta et Ti sont des caractéristiques des laves de Talysh, qui présentent des caractéristiques géochimiques d'arc. Leurs compositions isotopiques varient : 87Sr/86Sr (i) de 0,7045 à 0,7066, ɛNd(i) de ~-2,2 à +1,7, et ɛHf(i) de -2,5 à +3,6. Les roches ont des compositions radiogéniques en plomb (206Pb/204Pb de 18,51 à 19,04, 207Pb/204Pb de 15,59 à 15,63, et 208Pb/204Pb de 38,67 à 39,15). Les éléments majeurs de la plupart des échantillons primitifs (MgO > 5 % en poids) sont comparables à ceux des fusions partielles à faible degré (4-9%) d'une lherzolite à grenat et spinelle avec des rapports grenat:spinelle de 40:60 à 20:80. Les résultats obtenus par géothermobarométrie clinopyroxène-liquide indiquent une variété de réservoirs magmatiques, allant de niveaux profonds (79-60 km) à des niveaux moins profonds (2 km). Les rapports isotopiques de Sr, Nd, Pb et Hf, ainsi que les profils similaires d'éléments traces incompatibles normalisés par la chondrite et par le manteau primitif, ainsi que les estimations thermobarométriques sur les cristaux d'olivine, de clinopyroxène et d'amphibole, suggèrent que la source mantellique est une source asthénosphérique enrichie et que de la croûte continentale a été mélangée au cours du processus de différenciation. Les données sont cohérentes avec la fusion partielle d'un manteau sous-continental à grenat modifié par subduction et les interactions avec un manteau à spinelle pendant l'ascension magmatique. La phase magmatique éocène pourrait avoir été déclenchée par une remontée de l'Asthénosphère liée au début de la subduction à pendage sud du bassin transcaucasien. L'ascension magmatique a probablement été facilitée par des failles décrochantes trans-lithosphériques mises en évidence par les données paléomagnétiques. Le passage d'une composante magmatique calco-alcaline à une composante magmatique plus alcaline avec le temps, du sud au nord du massif de Talysh, suggère un raidissement de la plaque en réponse à un retournement à l'Éocène supérieur. Après cette période, le volcanisme s'est arrêté dans le Talysh Sud et a considérablement diminué dans le massif du Talysh Nord, où il a évolué vers un magmatisme de type adakitique au cours du Miocène supérieur et du Quaternaire
The Cenozoic magmatism of the Central Tethyan orogenic belt, which links the tectonic zones of Iran, the South Armenian Block (lesser Caucasus), and Turkey, remains a topic of debate. This research focuses on the thick geological succession of high-K calc-alkaline shoshonitic volcanic rocks exposed in the Talysh Massif, part of the Alborz magmatic belt, northwestern Iran. The aim of this study is to investigate the relatively unstudied volcanic rocks of the Talysh Massif to better constrain the geodynamic setting of magmatism during regional convergence. A comprehensive study including new field data, mineral chemistry, bulk-rock major and trace element geochemistry, isotope composition (Sr, Nd, Pb, Hf), geochronology 40Ar-39Ar, and zircon U-Pb. We classify them as olivine, clinopyroxene-phyric basalts, clinopyroxene-phyric basalts, amphibole-phyric basalts, tephrites, trachy-andesites, and pyroclastic rocks. They contain multiple crystal populations, including phenocrysts, antecrysts, and xenocrysts: olivine, clinopyroxene, amphibole, and re-equilibrium phlogopite, along with complex oscillatory and reverse zoning, sieve textures, and resorption textures, which suggests that the magmas stalled and differentiated in the crust prior to eruption. Olivine-clinopyroxene-phyric samples in the southern part of the study area exhibit olivine phenocrysts chemically balanced with their host rock, with a slight zoning from high-Mg# cores (Mg# = 90) to rims (Mg# = 80). Furthermore, the amphiboles, biotite 40Ar-39Ar ages of basalts, and zircon U-Pb ages of pyroclastic rocks indicate that volcanic activity took place for ~ 10 Myr (between 49 and 38 Myr). Enrichment in LILE and depletion in Nb, Ta, and Ti are characteristics of the Talysh lavas, which exhibit arc geochemical features. They have isotopic compositions that vary, for 87Sr/86Sr (i) from 0.7045 to 0.7066, for ɛNd(i) from ~-2.2 to +1.7, and ɛHf(i) from -2.5 to +3.6. The rocks have radiogenic lead 206Pb/204Pb ratios from 18.51 to 19.04, 207Pb/204Pb from 15.59 to 15.63, and 208Pb/204Pb from 38.67 to 39.15. The major elements of most primitive samples (MgO > 5 wt%) are comparable to those of melts obtained from low-degree (4–9%) partial melting of a spinel-garnet lherzolite with garnet:spinel ratios of 40:60 to 20:80. The results obtained from clinopyroxene-liquid geothermobarometry indicate a variety of magma reservoirs, ranging from deep levels (79–60 km) to shallower levels (2 km). The isotopic ratios of Sr, Nd, Pb, and Hf, as well as the similar chondrite-normalized REE and primitive-mantle-normalized incompatible trace element patterns along thermobarometry estimates on olivine, clinopyroxene, and amphibole crystals, suggests that the mantle source is an enriched asthenospheric source, and that continental crust was mixed in during the differentiation process. The data are consistent with the partial melting of a garnet-bearing subduction-modified subcontinental mantle and interactions with a spinel-bearing mantle during magmatic ascent. This magmatic flare-up could have been triggered by an asthenosphere upwelling related to the onset of south-dipping subduction of the Transcaucasus basin. Asthenosphere flow and magmatic ascent were likely facilitated by trans-lithospheric strike-slip faults and block rotations highlighted by paleomagnetic data. A transition from calc-alkaline towards a more alkaline magmatic component with time, from south to north of the Talysh massif, suggests a slab steepening in response to roll-back in the Late Eocene. After this period, volcanism stopped in the South Talysh and significantly decreased in the North Talysh massif, where it evolved into an adakitic-type magmatism during the Late Miocene and Quaternary

La region du nord-chili entre 19 s et 23. 5 s a ete le site d'un seisme de subduction de magnitude 9 en 1877 et constitue actuellement l'une des lacunes sismiques les plus importantes au monde. L'analyse de la microsismicite enregistree par un reseau local installe au niveau de l'extremite sud de la lacune de 1877 (region d'antofagasta) permet d'obtenir une image tres nette de la geometrie de la zone de wadati-benioff. L'etude conjointe des mecanismes au foyer et du tenseur des contraintes le long de la subduction permet de confirmer l'etat presismique de la region. Un seisme de subduction de magnitude mw=8. 0 s'est produit le 30 juillet 1995 immediatement au sud de la lacune sismique de 1877. La sequence de repliques est etudiee en detail a l'aide du reseau local et une image precise de la surface de rupture est obtenue. L'etude du processus complet de rupture est entreprise par une modelisation des ondes de volume enregistrees par le reseau mondial large bande. Des informations supplementaires sur la rupture sont obtenues a partir d'un enregistrement accelerometrique en champ proche. L'etude de la deformation continentale au-dessus de la zone de subduction est menee tout d'abord par une analyse des photos satellitaires spot et des photos aeriennes. Une mission de terrain a permis de preciser la cinematique recente des failles et a conduit a la mise en evidence d'un regime de contrainte neotectonique extensif pour la cordillere de la cote, avec une direction d'extension e-w. Il est propose que le regime extensif dans la region cotiere trouve son origine dans les processus tectoniques agissant au niveau de la subduction

Le complexe de subduction de Makran, au nord de la mer d’Arabie, à développé un vaste prisme d’accrétion en réponse à la subduction de la plaque Arabe sous la plaque Eurasie. Les différentes campagnes océanographiques, menées au large du Pakistan, ont révélé la morphologie et la configuration des structures des plaques plongeante et chevauchante. A partir du nouveau jeu de données acquis en 2004, j’évalue les implications des structures de la plaque plongeante sur la déformation dans le prisme mais également sur la cinématique de la région. Par ailleurs, grâce à la couverture quasiment continue des données, j’ai pu étudier dans un deuxième volet la dispersion des sédiments sur le prisme et dans la fosse du Makran.

Deux cas particuliers d'évolution de la lithosphère océanique aux frontières de plaques sont examinés en utilisant les méthodes modernes de la géophysique marine. Le premier est celui de l'abduction d'une nappe ophiolitique sur un fragment continental en Nouvelle-Calédonie et le second celui de la déformation de la lithosphère de l'arc insulaire des Nouvelles-Hébrides en réponse à la collision d'aspérités topographiques portées par la plaque plongeante. La nappe ophiolitique de Nouvelle-Calédonie s'est mise en place tectoniquement à l'Eocène supérieur sur un substratum permien à éocène supérieur. Notre étude montre que cette ophiolite, épaisse au maximum de 10 km, résulte de l'obduction d'un fragment de lithosphère océanique du bassin des Loyauté adjacent à la Nouvelle-Calédonie. Cette abduction se serait accomplie sur environ 800 km, le long de la ride de Nouvelle-Calédonie, sans faire intervenir de collision continent-arc ou continent-continent. Nous discutons du contexte géodynamique de l'ophiolite au moment de sa rupture et de son abduction. La Zone d'Entrecasteaux (DEZ) et le Massif Ouest Torres sont deux aspérités topographiques sous-marines hautes de 1000 à 3000 rn qui entrent en collision et subductent sous l'arc insulaire des Nouvelles-Hébrides à 10 cm/an. La DEZ est légèrement oblique à la direction de convergence des plaques de telle façon qu'elle balaye l'arc vers le Nord à environ 2. 5 cm/an. L'analyse des structures de la plaque plongeante et de l'arc des Nouvelles-Hébrides centrales suggère que la déformation résultant d'une collision peut se développer dans des directions opposées. Dans le cas de la subduction/collision de la DEZ, la déformation se développe sur l'arc et affecte la marge qui s'épaissit et se soulève de 3 à 4 mm/an depuis le Pliocène terminal, le bassin intra-arc qui se fracture et subside et la zone arrière-arc qui se comprime et tend à chevaucher la bassin marginal adjacent. A l'opposé au sud de cette zone de collision, dans une région précédemment balayée par la DEZ, la déformation se développe vers l'océan depuis la marge qui s'effondre, jusque sur la plaque plongeante qui subit un raccourcissement. Bien que des indices d'accrétion sous la marge soient discutés, l'érosion tectonique de cette marge semble être un des phénomènes majeurs résultant de la collision et du balayage d'une aspérité topographique le long de l'arc.

Les Alpes sont classiquement décrites comme étant une chaîne de collision type. Cependant les données métamorphiques et géochronologiques montrent que l'essentiel de l'histoire des Alpes s'est déroulée en contexte de subduction. La subduction continentale est responsable de la formation des unités cristallines internes en raison du réchauffement au sommet de la lithosphère subduite, comme le montre les modèles thermique 1D et thermomécanique 2D élaborés dans cette étude. Ces modèles permettent de quantifier l'angle et la vitesse d'une subduction à partir des données Pression - Température des unités écaillées durant celle-ci. Ces estimations permettent de reconstruire la géométrie 3D et l'évolution de la subduction Alpine, permettant de valider un nouveau modèle d'exhumation : l'extension associée au retrait de la subduction. Des modèles paléogéographiques permettent d'imager ce modèle d'exhumation, mettant en évidence le synchronisme de l'exhumation, du retrait de la subduction
Classicaly, the Alps are described as typical collision mountain belt. However, PT and geochronological data show that major building processes in the Alps occured during subduction. The continental subduction induces burial and stacking of uppercrustal high-pressure units. 1D thermal and 2D thermomechanical models demonstrate that stacking is due to the heating from the top of the subducted lithosphere. Those models allow to quantitatively estimate the dip angle and the velocity of the subduction from PT data of stacked units during continental subduction. From these results, it is possible to quantitatively reconstruct a past slab geometry and kinematic which allow to strengthen a new exhumation process: extension due to slab rollback. Paleogeographical models illustrate such an exhumation process and highligth exhumation and slab rollback synchronicity

La Méditerranée se situe dans une zone de convergence lente entre les plaques Eurasienne et Africaine (~5 mm/an), où des restes d'anciens bassins Téthysiens sont progressivement consommés par le retrait rapide de zones de subductions (~20-30 mm/an sur la zone de subduction Hellénique). En Méditerranée Orientale, une transition collision-subduction se produit dans l'Ouest de la Grèce (collision de la Plateforme Apulienne au nord et subduction Hellénique au sud), pratiquement à l'extrémité du Golfe de Corinthe et dans une région de propagation potentielle de la faille Nord Anatolienne. Afin d'étudier la cinématique actuelle de l'Ouest de la Grèce, nous adoptons une approche multi-échelle de la déformation:(1) Une modélisation grande échelle du champ de vitesses crustale horizontales mesuré par géodésie est effectuée afin de contraindre la cinématique au voisinage de l'Ouest de la Grèce, à la fois à terre et en mer. Un résultat majeur est qu'une zone d'extension distribuée N-S s'étendant de la Bulgarie à l'Est du Golfe de Corinthe a pour conséquence de désactiver la terminaison Ouest de la faille Nord Anatolienne dans le nord de la Mer Egée. Cette extension d'échelle régionale pourrait être causée par le retrait du slab Hellénique. (2) Une étude tectonique active permet d'établir une cartographie précise des failles actives de la région, leur chronologie relative et une estimation de leur vitesse de déplacement. Le demi-graben actif du Golfe Amvrakikos et la faille active N155° de Katouna-Stamna, qui constituent les frontières Nord et Est d'un bloc Iles Ioniennes-Akarnanie (IAB), sont caractérisés par des vitesses géologiques d'au moins ~ 4 mm/an et des vitesses mesurées par GPS de l'ordre de ~10 mm/an. Ce bloc IAB est limité à l'Ouest par la faille transformante de Céphalonie et semble se comporter de manière rigide.(3) Une fois les frontières du bloc IAB connues, nous montrons que le champ de vitesse GPS mesuré dans la région peut être entièrement expliqué par des effets transitoires de blocage élastique associés aux failles bordières de ce bloc. Le couplage sur l'interface de subduction n'a pas d'expression en surface, ce qui suggère qu'il doit être faible. Enfin, nous justifions l'existence d'un point triple de type Rift-Faille-Faille à la terminaison Ouest du Golfe du Corinthe.