Evolution of deformation of the Himalayan prism : from imaging to modelling

par György Hetényi

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace. Géophysique

Sous la direction de Rodolphe Cattin et de Jérôme Vergne.

  • Titre traduit

    Évolution de la déformation du prisme Himalayen : de l'imagerie à la modélisation


  • Résumé

    L'Himalaya-Tibet est considéré comme l'exemple classique de collision continentale. Cependant, de nombreuses questions fondamentales sur la structure, la rhéologie et les processus physiques liés à l'évolution de la lithosphère de cette région restent ouvertes. Cette thèse apporte de nouvelles contraintes sur ces sujets. De nouvelles images de la lithosphère sont issues de l'expérience sismologique large-bande Hi-CLIMB. Les caractéristiques du déploiement et l'utilisation des fonctions récepteurs en incluant les multiples ont permis d'imager en détail: le MHT y compris sa partie profonde; des zones à vitesses lentes localisées et corrélées aux grabens; le sous-plaquage de la croûte inférieure indienne et l'avancée de sa lithosphère jusqu'au centre du Tibet; les discontinuités à 410 et 670km qui ne sont pas affectées par l'orogenèse. La rhéologie de la plaque Inde est réévaluée en utilisant l'image améliorée de sa flexure. Des modélisations thermomécaniques révèlent que l'épaisseur élastique équivalente diminue du sud au nord dû au découplage lié à l'affaiblissement flexural et thermique. Le support du Plateau Tibétain et l'isostasie régionale en Himalaya nécessitent un manteau résistant. A l'aide des anomalies de Bouguer, l'éclogitisation de la croûte inférieure indienne est mise en évidence. Des analyses du champ thermique et les relations P-T-rho avec différents niveaux d'hydratation sont effectuées par des modélisations thermocinématiques et pétrologiques. Les résultats suggèrent une hydratation partielle; l'éclogitisation subit un retard tant que l'eau libre est absente du système, jusqu'à l'occurrence des réactions de déshydratation à des conditions P-T plus élevées.


  • Résumé

    The Himalaya-Tibet system is considered as the classical case of continental collision. In the meantime, some fundamental questions concerning the structure, rheology and physical processes influencing the evolution of the region's lithosphere are still pending. This thesis brings new constraints on these subjects. New images of the lithosphere are issued from the Hi-CLIMB broadband seismology experiment. The characteristics of the deployment and the use of receiver functions including multiples produced a detailed image of: the MHT including its deep section; localized low-velocity zones and in correlation with grabens; underplating of the Indian lower crust and advance of its lithosphere to about the centre of Tibet; upper mantle discontinuities at 410 and 670 km, which do not seem to be affected by the ongoing orogeny. Based on the improved knowledge on flexural geometry, the rheology of the India plate is re-assessed. Thermomechanical modelling results reveal that the effective elastic thickness decreases from south to north due to decoupling, caused by flexural and thermal weakening. To explain the support of the Tibetan Plateau as well as regional isostasy in the Himalayas, a strong upper mantle is required. With the use of Bouguer anomaly data, eclogitization of the Indian lower crust is shown to occur. Investigations of the thermal field and P-T-rho relations assuming different hydration levels are performed using thermo-kinematic and petrological models. The results suggest partial hydration; and that eclogitization is kinetically hindered while free water is absent from the system, until dehydration reactions occur at higher P-T conditions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (400 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 375-400

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)258
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