Déformation de la lithosphère continentale en convergence : de la tectonique paléozoïque à la réactivation cénozoïque intra-plaque dans le Tien Shan (Asie Centrale)

par Anthony Jourdon

Thèse de doctorat en Sciences de la terre et de l'univers

Sous la direction de Carole Petit et de Yann Rolland.

Soutenue le 08-09-2017

à Côte d'Azur , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) , en partenariat avec Université de Nice (établissement de préparation) , Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) (laboratoire) et de Géoazur (laboratoire) .


  • Résumé

    Le Tien Shan est une chaîne de montagne active située à plus de 1000 km de la limite de plaque la plus proche, le front Himalayen. Elle possède une histoire ancienne qui va de la fin du Protérozoïque à la fin du Paléozoïque dans un contexte d’accrétions successives formant la plus grande chaîne d’accrétion du monde, la CAOB. Afin de comprendre comment l’histoire paléozoïque du Tien Shan influence la localisation de la déformation cénozoïque, nous avons dans un premier temps étudié la structuration de la chaîne pour en identifier les principales structures héritées. Nous avons mis en avant le partitionnement de la déformation entre les zones de sutures Sud et Nord au cours de la collision entre le Tarim et le Tien Shan au Carbonifère supérieur. Le front de collision est caractérisé par des chevauchements et des détachements au sein d’unités métamorphiques. Au Nord, se trouve une zone en décrochement caractérisée par une structure en fleur positive. Ensuite, ces résultats sont utilisés comme les conditions initiales de modèles numériques thermo-mécaniques 2D dont le but est de tester l’influence de ces zones héritées sur la localisation de la déformation cénozoïque. Ces modèles montrent que la déformation cénozoïque dans le Tien Shan se localise à la faveur de zones de faiblesses crustales et non mantelliques. De plus, nous avons pu établir que la bordure nord du Tarim avait une rhéologie proche de celle du Tien Shan. Finalement, à l’aide des modèles numériques une étude systématique a permis de mettre en évidence que le couplage entre l’érosion et le réseau de drainage jouait un rôle important dans la répartition et l’âge des roches de basse température exhumées.

  • Titre traduit

    Deformation of the converging continental lithosphere : from Paleozoic tectonics to intraplate cenozoic reactivation in the Tien Shan (Central Asia)


  • Résumé

    The Tien Shan is an active mountain belt located at more than thousand kilometres of the closest plate boundary, the Himalayan front. Its Late Proterozoic to Late Paleozoic history takes place during the CAOB accretion which represents the largest accretionary belt in the world. In order to understand how the Paleozoic tectonics of the Tien Shan influences the Cenozoic strain localization, we aim at identifying the main inherited structures of the belt. We highlighted the strain partitioning between the North and South suture zones during the Tarim-Tien Shan Late Carboniferous collision. The collisional front is characterized by thrusts and detachments in metamorphic units while northward, a strike-slip zone is evidenced by a positive flower structure. Then, these results are used as variable inputs in 2D numerical thermo-mechanical models in order to assess the role of these inherited structures on the Cenozoic strain localization. These models show that the Cenozoic deformation in the Tien Shan is localized in favour of crustal weak zones instead of mantellic ones. Moreover, we are able to show that the northern border of the Tarim has a Tien Shan like rheology. Finally, we performed a systematic numerical modelling analyse in order to show that the coupling between erosion and drainage network plays an important role on low temperature rocks exhumation ages and repartition.


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