Cinématique des déformations fragiles dans la partie Nord de l'arc des Petites Antilles

Kinematics of brittle deformation in the northern Lesser Antilles Arc

• Auteur / Autrice : Lucie Legendre
• Direction : Jean-Frédéric Lebrun, Mélody Philippon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 12/07/2018
• Etablissement(s) : Antilles
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Milieu insulaire tropical à risques : protection, valorisation , santé et développement (Pointe-à-Pitre)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Münch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Frédéric Lebrun, Mélody Philippon, Philippe Münch, Michel Corsini, Franck A. Audemard M., Simon Viard, Isabelle Thinon, Valérie Clouard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Corsini, Franck A. Audemard M.

Mots clés

Mots clés contrôlés

Volcanisme

Petites Antilles

Sciences de la Terre

Mots clés libres

Déformation fragile

Cinématique

Paléo-champ de contrainte

Volcanisme

Hydrothermalisme

Plaque supérieure

Subduction

Brittle deformation

Kinematic

Paleo stress field

Volcanism

Hydrothermalism

Upper plate

Subduction

Résumé

Dans la partie Nord de la zone de subduction des Petites Antilles, la convergence est fortement oblique alors qu’au Sud elle est frontale. Cette étude vise à comprendre les conséquences de l’entrée en subduction du plateau des Bahamas fortement flottant par l’étude de l'évolution du champ de contrainte dans le NE de la plaque Caraïbes, depuis l’Eocène. Ce travail montre que sur les îles les plus anciennes, l’arc volcanique s'initie à l’Eocène. La migration de l’arc vers sa position actuelle se produit durant la période Miocène inférieur – Miocène supérieur. La période Oligo-Miocène est charnière : le champ de contrainte évolue d'une extension pure parallèle à la fosse de subduction, à une extension radiale. Après une restauration de la déformation régionale, j'attribue ce changement d’état de contrainte, à l’initiation du partitionnement de la déformation dans le NE de la plaque Caraïbe qui accommode la courbure de la fosse faisant suite à l’entrée en subduction du banc des Bahamas. Dans l’archipel Guadeloupéen, les analyses structurales à terre et en mer montrent des régimes en extension pure perpendiculaire à la fosse. Les orientations des failles similaires depuis l’Eocène confirment un fort héritage structural. À l’actuel, dans le coin NE des Petites Antilles, le régime tectonique est décrochant avec une direction d’extension principale orientée NO-SE soit parallèle à la fosse. Dans l’archipel Guadeloupéen le régime tectonique est purement extensif orienté NE-SO perpendiculairement à la fosse. Cette rotation est interprétée comme résultant de l’augmentation vers le Nord de l’obliquité de la convergence du fait de la courbure de la zone de subduction.

To the north of the Lesser Antilles subduction zone, from North to South, the obliquity of the subduction is decreasing. This study is focus on the consequences of the entrance of Bahamas bank buoyant plateau into the subduction by studying stress field evolution in the NE of the Caribbean plate since Eocene. This work show that the volcanic arc activity on Anguilla bank islands begin at the Eocene. The volcanic arc migration toward his actual localisation occurs during early Miocene – late Miocene period. The Oligo-Miocene period is transitional as a switch in the stress field from pure parallel-to-the-trench to radial extension occurs. A restoration of the regional deformation shows that this switch is related to strain partitioning initiation in the upper Caribbean Plate in response to trench bending that followed the entrance of the Bahamas Bank in the subduction zone. In the Guadeloupean archipelago, kinematic analyses onshore and offshore show a pure extension with a perpendicular-to-the-trench σ3. The similar faults orientations since Eocene confirm that inherited structures control strain localisation. At present day, in NE corner of the Lesser Antilles, the NW-SE main extensional direction of strike-slip stress regime is trench-parallel. In the Guadeloupean archipelago, the pure extensive stress regime is trench-perpendicular (NE-SW). These different orientations of the stress field are interpreted to be the result of increasing trench bending to the North responsible for a northern increase of subduction obliquity