Active tectonic study in northeast Iran : contribution of the Kopeh Dagh and Binalud mountains to the accommodation of the Arabia-Eurasia convergence

par Esmaeil Shabanian

Thèse de doctorat en Géosciences de l'environnement

Sous la direction de Olivier Bellier et de Mohammad R. Abbassi.

Soutenue en 2009

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    This study focuses on the Plio-Quaternary faulting in northeast Iran including the Kopeh Dagh and Allah Dagh-Binalud mountains. A combined approach of detailed geological mapping, morphotectonic and fault kinematic analyses, as well as radiometric (40Ar/39Ar) and in situ-produced exposure dating (36Cl and 10Be) allowed us to characterize the active tectonic configuration of the northeastern Arabia-Eurasia collision zone. Along the Kopeh Dagh fault systems, a total strike-slip rate of 9±2 mm/yr is estimated. This is resolved to northward and westward slip rates of ~8 and ~4 mm/yr, respectively, for the western Kopeh Dagh relative to Eurasia. This strike-slip deformation is partly (~25 per cent) transferred southward through the “new-defined” Meshkan transfer zone. At the southwestern and northeastern sides of the Binalud, slip rates of 3. 6±1. 2 and 1. 6±0. 1 mm/yr are estimated, respectively. Our geologically determined long-term slip rates for both strike-slip (~4 mm/yr) and reverse (~2. 4 mm/yr) components of faulting account for about 5 mm/yr of total slip rate at both sides of the range. This is resolved to a northward motion rate of ~4. 5 mm/yr, and a rate of ~2 mm/yr for the westward motion of Central Iran relative to the eastern Kopeh Dagh. Quaternary stress analyses indicates that the different fault motions, from pure dip-slip to pure strike-slip, are only due to the fault orientations with respect to the far-field stress pattern, not due to partitioning. Altogether, these new data allow proposing a new tectonic configuration in which central Iran and the western Kopeh Dagh are translated northwestward relative to Eurasia due to intracontinental strike-slip faulting localized on distinct fault systems with unlike slip rates.


  • Résumé

    Ce travail de thèse a été effectué afin de comprendre les processus de déformation active dans le NE de l’Iran, constitué des chaines de montagnes du Kopeh Dagh et du Binalud. Cet objectif a été poursuivi en combinant plusieurs approches : géologie structurale et tectonique, géomorphologie quantitative et plusieurs méthodes de datation (40Ar/39, 36Cl et 10Be). Ce travail porte sur trois secteurs clefs du NE de l’Iran : le Kopeh Dagh, le Binalud et la Zone de Transfert de Meshkan. Cette étude a permis d’établir les premières estimations de vitesse sur l’ensemble du système de failles dans le Kopeh Dagh. La vitesse de déplacement horizontal dextre sur l’ensemble du système est de 9±2 mm/an. De l’ordre de 25% de la déformation décrochante du Kopeh Dagh est transférée vers le Sud, vers le Binalud, grâce à une série de structures tectoniques définissant un domaine de déformation complexe: la Zone de Transfert de Meshkan. Sur les deux versants du Massif du Binalud, nous avons déterminé des vitesses de déplacements horizontaux de 3. 6±1. 2 mm/an et 1. 6±0. 1 mm/an, le long de zones de failles affectant les versants méridionaux et septentrionaux du Massif, respectivement. Ces vitesses permettent de calculer un taux de déplacement dextre long-terme et total d’environ 5 mm/an. Les analyses cinématiques réalisées pendant ce travail indiquent que la convergence est accommodée par des décrochements et des chevauchements le long de structures d’orientations différentes. Cet assemblage structural est impliqué dans un champ de contraintes actuel mécaniquement compatible et homogène. L’homogénéité des états de contraintes déterminés n’est pas en faveur d’un partitionnement complet entre les failles décrochantes / inverses. Les différents types de mouvements observés sur les failles ne résultent que de l’orientation des failles par rapport au champ de contraintes à l’échelle régionale. L’ensemble de ces observations permettent de proposer un modèle tectonique cohérant qui explique la cinématique et la déformation active du NE de l’Iran.

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  • Détails : 1 vol. (XIII-247 p.)
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