Déformation de l'Himalaya du Népal

• Auteur / Autrice : Laurent Bollinger
• Direction : Jean-Philippe Avouac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géodynamique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Séismes

Géochronologie

Géodynamique

Himalaya (Népal)

Néotectonique

Mots clés libres

@Modélisation thermique

Résumé

La microsismicité népalaise présente de fortes variations latérales contrôlées par la topographie. Ce contrôle nous amène à estimer une valeur de la contrainte régionale puis les variations de contraintes de Coulomb présentes en profondeur. Le modèle de déformation intersismique qui en est déduit suggère qu'au premier ordre le grand axe de l'ellipsoi͏̈de de déformation tourne avec l'arc présentant des azimuts similaires aux glissements induits par les séismes et semblables à ceux des linéations du moyen pays himalayen. Mais, en quels termes le modèle du cycle sismique peut être extrapolé pour fabriquer le long terme? Pour répondre à cette question, nous nous sommes focalisés sur l'étude du moyen pays himalayen, large domaine accrété à la chaîne. Cette région a atteint des températures comprises entre moins de 300ʿC et 550ʿC. Le gradient de température apparent inverse mis en évidence est très élevé, compris entre 20 et 50ʿC/km, impliquant tout le moyen pays supérieur. L'histoire de son exhumation, tout comme son existence même, sont incompatibles avec une extrapolation pure et simple du modèle cinématique Holocène. La rampe mi-crustale du système chevauchant himalayen doit migrer, permettant ainsi une accrétion par sous-placage ductile. Les variations latérales du système sont reliées aux volumes de moyen pays sous-plaqués mais aussi à l'entretien de la localisation de la fenêtre d'accrétion. De nouvelles contraintes géo-thermochronologiques nous permettent d'évoquer un modèle de déformation long terme. Celui-ci présente un chevauchement de milieu chaud sur milieu froid associé à de l'advection des isothermes par érosion, des déformations de foot et hangingwall et du sous-placage, engendrant un diachronisme d'exhumation et un cisaillement suffisant pour expliquer les forts gradients inverses de température. Ce modèle d'évolution à déformation de foot/hangingwall et sous placage permet de réconcilier les approches aux différentes échelles abordées.

Lateral variations of nepalese microseismicity are controlled by the topography. This control allows us to determine a regional stress field and calculate the Coulomb stress variations at depth. Our modeling suggests that the azimuth of horizontal shortening varies along the arc with the azimuths of the seismic slip and the lesser himalayan lineations. But, can we build the himalayas by extrapolating in the past present kinematics of the deformation? To address this question we have studied the lesser Himalayas accreted to the Himalayan range. Their finite thermal structure shows peak temperatures ranging between 300 and 550ʿC describing strong inverse temperature gradients from 20 to 50ʿC/km. Their existence and location cannot be suitable with the Holocene kinematic model but suggest that the midcrustal ramp of the main Himalayan Thrust might migrate allowing a ductile underplating. The lateral variations of the lesser Himalayas geometry can be therefore linked to the evolution of the accretionnary window. New geo-thermochronological data showing exhumation diachronisms add strong constraints to a long term deformation model. This model presents a thrusting of hot on cold medium associated with isotherm advections by erosion, deformation of foot and hangingwall and underplating, shearing, leading to the observed thermal structure and timing of exhumation. The kinematics of this theoretical accretionnary model involving underplating of the lesser himalayas is suitable with the short term models reconciling both scale descriptions.