The geodynamic evolution of Zagros : tectonic and petrological constraints from the internal zones

par Jafar Omrani

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Philippe Agard et de Laurent Jolivet.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .

  • Titre traduit

    Evolution géodynamique de Zagros : contraintes tectoniques et pétrologiques des zones internes


  • Résumé

    L’orogène de collision du Zagros appartient aux chaînes Alpines et résulte de la convergence entre l’Arabie et l’Eurasie et de la disparition de la Neotéthys. Cette longue histoire de convergence s’est traduite notamment par la subduction océanique, depuis la fin du Trias – début du Jurassique, l’obduction d’une lithosphère océanique au Crétacé supérieur, puis la collision, au Tertiaire, et le raccourcissement qui se poursuit aujourd’hui. Afin de mieux contraindre l’évolution géodynamique du Zagros, cette étude s’est focalisée sur son enregistrement par les unités de la plaque supérieure, dites “internes” et relativement peu étudiées, que sont les zones de Sanandaj-Sirjan et d’Urumieh-Dokhtar (SSZ and UDMA, respectivement). Cette étude apporte ainsi des données nouvelles sur l’évolution tectonométamorphique de la SSZ et de la zone broyée (“ou “Crush zone”) et sur l’évolution pétrologique et géochimique des roches magmatiques de l’ensemble des zones internes, SSZ et UDMA. En premier lieu, les caractéristiques structurales et pétrologiques de la SSZ et de la Crush zone confirment la localisation de la zone de suture le long de l’accident chevauchant principal du Zagros, ou Main Zagros Thrust. La déformation indique que ce contact s’enracine très en profondeur, probablement jusqu’au Moho. Les relations structurales dans ces zones permettent également de préciser l’âge du début de la collision, qui doit être antérieur à 25-23 Ma, dans le nord du Zagros du moins. Les roches magmatiques des zones internes fournissent un enregistrement assez continu de la convergence. Le magmatisme de la SSZ dure jusqu’à la fin du Mésozoïque puis migre vers l’Iran Central, dans l’UDMA, à partir de l’Eocène inférieur à moyen. Ces deux ceintures magmatiques, parallèles, montrent des caractéristiques géochimiques typiques d’un magmatisme d’arc impliquant la fusion du coin de manteau asthénosphérique sous-continental (mantle wedge). Par contraste, le magmatisme de la Crush zone, rencontré dans le secteur de Kermanshah, et qui couvre grosso modo la période comprise entre l’activité de la SSZ et celle de l’UDMA (c. 65-45 Ma), montre une signature géochimique hybride entre celle d’un arc et d’un arrière-arc et se développe sur un substratum harzburgitique au pied de la marge Eurasiatique. Incidemment, nous montrons que plus rien ne subsiste, semble-t-il, de l’ophiolite prétendument obductée de Kermanshah. Nous proposons que la période de convergence lente du Paléocène, qui succéda à une période d’accélération marquée à la fin du Crétacé (soulignée par une obduction et une exhumation de schistes bleus d’ampleur régionale, sur plus de 3000km), s’accompagna d’un retrait du panneau plongeant (ou “slab”) et de la migration de l’activité magmatique vers le bord de la marge Eurasiatique. Les structures extensives contemporaines, ductiles, rencontrées autour de larges batholithes comme celui de l’Alvand, suggèrent également l’existence de mouvements extensifs et partiellement décrochants à cette époque. Une diminution du pendage du slab Neotéthysien, induite par un probable détachement de celui-ci, aurait entraîné la migration de l’activité magmatique vers l’UDMA. L’imposante activité magmatique Eocène de l’UDMA cessa presque totalement jusqu’au Miocène supérieur – Plio-Quaternaire, avant de redémarrer mais avec de grandes disparités au long de l’arc UDMA. Nous avons en effet découvert des adakites dans la région centrale de l’UDMA (dans une région comprise entre le sud de Qom et le nord de Baft), qui attestent de l’existence d’une rupture localisée du slab (ou “slab break-off “) à partir de 10-5 Ma. L’existence de ce slab break-off récent est étayée par les images tomographiques ; il est par ailleurs contemporain de la propagation de la déformation dans le bassin d’avant-pays du Zagros, la “Zagros Fold and Thrust Belt”. Nous proposons enfin deux séries de coupes synthétiques d’échelle lithosphérique, centrées sur le nord et le centre du Zagros, fournissant des reconstructions géodynamiques depuis 90 Ma jusqu’à l’actuel.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (324 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 211-226. 228 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
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  • Cote : T Paris 6 2008 207
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