Couplage érosion-tectonique en contexte de convergence intracontinentale : étude comparée de la chaîne himalayenne et des Longmen Shan (est-Tibet)

Couplings between tectonics and erosion in continental collision context : comparative study of the Himalayas and the Longmen Shan (eastern Tibet)

• Auteur / Autrice : Vincent Godard
• Direction : Rodolphe Cattin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, Océan, Espace. Géologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Plateau tibétain

Himalaya

Déformation crustale

Incision fluviale

Topographie

Modélisation numérique

Escarpement continental

Résumé

Les bordures des grands plateaux continentaux présentent souvent des escarpements topographiques marqués, au niveau desquels se localisent les processus tectoniques et d'érosion. Cette caractéristique fait de ces zones des objets favorables à l'étude et à la compréhension des liens existants entre processus internes et externes. Cette thèse a pour objectif l'étude comparée des bordures méridionale et orientale du Plateau Tibétain: l'Himalaya et la chaîne des Longmen Shan. Ces deux zones présentent des gradients topographiques comparables, en dépit de régimes tectoniques contrastés. La chaîne Himalayenne est en effet le siège d'une importante activité tectonique, associées à l'accommodation de la convergence Inde/Asie, tandis qu'il n'y a pas d'activité significative, observable au travers des Longmen Shan à l'heure actuelle. L'acquisition des données à différentes échelles de temps relatives aux processus de dénudation à l'oeuvre dans les Longmen Shan permet de nuancer le modèle explicatif communément proposé pour expliquer l'évolution de cette région. Celui-ci suggère un maintien actif de la topographie par le fonctionnement d'un chenal crustal peu visqueux. Nos données semblent plutôt indiquer que cette bordure du Plateau évolue passivement sous l'action d'une vague d'érosion régressive agissant sur une topographie héritée d'une phase de déformation antérieure. Cette focalisation de l'érosion induit un fluage d'ensemble de la croûte depuis le Plateau vers l'avant pays. Le mode de fonctionnement de la chaîne himalayenne apparaît sensiblement différent, dans le sens où le lien entre érosion et tectonique est inversé par rapport aux Longmen Shan. En effet, contrairement à un modèle souvent proposé dans le cas himalayen, les modélisations développées dans le cadre de cette thèse montrent que la localisation de l'érosion est dictée principalement par le contexte structural de la chaîne, et peu par la répartition des précipitations. Ces deux chaînes sont ainsi soumises à des régimes d'évolution contrastés, où les parts respectives de l'érosion et de la tectonique sont différentes.

Margins of large continental plateaus often present significant topographic escarpments, localizing active tectonics and denudation processes. For that reason they constitute a favorable setting for the study of the links between internal and external processes. The main objective of this thesis is to conduct a comparative study of the southern and eastern borders of the Tibetan Plateau: the Himalayas and the Longmen Shan. Both areas present comparable topographic gradients, with contrasting tectonic regimes. The Himalayas are a place of active shortening, associated with the India-eurasia convergence, whereas no significant present tectonic activity can be detected across the Longmen Shan. The quantification of denudation at different timescales in the Longmen Shan allows to balance the classical model proposed for the evolution of this area. In this model the topographic front is actively sustained by lower crustal material flow from the Plateau, toward the foreland. Our data suggests that the evolution of this part of the Plateau is rather controlled by the propagation of a regressive erosion wave toward the Plateau interior on a passive escarpment inherited from earlier deformation stages. The focalisation of erosion at the edge of the Plateau induces a global flow in the crust, toward the foreland. The Himalayas present a significantly contrasting dynamics where the link between tectonic and erosion is inverted with respect to the Longmen Shan case. In opposition to a widely proposed evolution mechanism, our modelling of the dynamics of this area indicates that the localization of erosion is dictated by the structural context, rather than by the repartition of precipitation. The two investigated mountain ranges present contrasting dynamics, where the respective influences of erosion and tectonics are different.