Dynamique sédimentaire et structurale des bassins perchés sur les prismes de subduction : l'exemple du prisme Hikurangi, Nouvelle-Zélande

Stratigraphic and structural development of trench-slope basins@ : The Hikurangi subduction wedge, New Zealand

• Auteur / Autrice : Julien Bailleul
• Direction : Frank Chanier, Jacky Ferrière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique et environnement sédimentaires
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tectonique des plaques

Méthode sismique-réflexion

Turbidites

Faciès (géologie)

Stratigraphie

Marges continentales

Prismes d'accrétion

Nouvelle-Zélande

Bassins sédimentaires

Résumé

L'étude stratigraphique et structurale d'un transect complet de la marge active Hikurangi (Côté Est de l'île Nord de Nouvelle-Zélande), basée sur des données marines et terrestres, permet d'identifier trois domaines morphostructuraux depuis la fosse jusqu'au bassin avant-arc : le prisme d'accrétion sensu-stricto, la plate-forme du Wairarapa, et la plus haute ride du prisme Hikurangi qui émerge au niveau de la Chaîne côtière. Les différences entre ces domaines sont liées à la fois à leurs différences d'âge et à leur position relative au sein du prisme de subduction au cours du temps. Ces domaines morphostructuraux sont séparés par des zones de chevauchements majeurs qui ont contrôlé la croissance de rides structurales bordant des bassins de pente matures mio-pliocènes. L'analyse détaillée des bassins perchés confinés montre que trois principaux systèmes gravitaires, caractérisés par des granulométries très fines, peuvent se développer à des stades différents de l'évolution du bassin, Il s'agit de larges glissements sous-marins (dépôts d'olistostromes), de cônes sous-marins de type riches en sable fin et de rampes sous-marines à faible gradient de pente (dépôts de drappages turbiditiques), L'étude du remplissage sédimentaire des bassins confinés souligne également l'importante contribution des processus de pente, Ceci s'explique par la croissance syn-sédimentaire des rides structurales adjacentes. En effet, les pulsations tectoniques aux bordures des bassins sont à l'origine du basculement des surfaces de dépôt, de rapides variations de faciès et d'importants changements paleoenvironnementaux qui traduisent des créations ou des modifications de pente.

La sédimentation au sein des bassins perchés matures est dominée par les processus de remplissage qui conduisent au développement de méga-séquences de comblement similaires à celles identifiées dans les bassins d'avant-pays. Notre étude montre également que l'évolution du prisme de subduction Hikurangi est discontinue et a été contrôlée par des épisodes tectoniques successifs identifiés le long de la transversale d'Akitio : 1) Une phase de mise en place de nappes au Miocène basal (c. 25 - 18 Ma), 2) Un épisode de raccourcissement E-W au Miocène inférieur à moyen (c. 17. 5 - 15 Ma). Cet épisode est à l'origine du développement de hauts structuraux et du confinement des bassins perchés, 3) Un épisode de subsidence majeure associé à des déformations en extension (c. 15 - 6. 5 Ma) et probablement contrôlée par des processus d'érosion tectonique, et 4) Une période Miocène terminal à Quaternaire (c. 6. 5 - 0 Ma)dominée par des épisodes de raccourcissement rapide (c. 1Ma) de direction E-W à NW-SE. Nous avons démontré que la complexité stratigraphique et structurale du prisme de subduction Hikurangi ne résulte pas seulement de cette histoire tectonique polyphasée, mais aussi de variations transversales dans le style et l'amplitude de la déformation au cours du même épisode tectonique. Nous montrons notamment que de l'accrétion frontale peut se développer près du front de subduction alors que la partie supérieure du prisme subit de l'extension et une phase de subsidence au cours d'une période dominé par de l'érosion tectonique.