Differential spreading along the North East Atlantic ridge system and post-breakup deformation of the adjacent continental margins

par Éline Le Breton

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Peter Robert Cobbold et de Olivier Dauteuil.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la matière (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (2007-2016) (autre partenaire) .

mots clés

• Accrétion océanique
• Tectonique des plaques
• Marges continentales -- Europe
• Panaches mantelliques -- Islande

Titre traduit

L'ouverture différentielle de l'océan Atlantique Nord Est et ses effets sur les déformations post-break up des marges continentales

Résumé

La théorie de la tectonique des plaques implique que les plaques lithosphériques soient rigides. Or les reconstructions de l'ouverture de l'océan Atlantique Nord Est, utilisant deux plaques rigides (Eurasie et Groenland), conduisent à des écarts et recouvrements des plaques. De plus, l'ouverture océanique de la zone située entre l'Islande et la zone de fracture de Jan Mayen (JMFZ) fut très complexe, incluant la formation progressive du microcontinent de Jan Mayen et un saut de ride entre la dorsale d'Aegir et de Kolbeinsey. J'ai développé une méthode de reconstruction palinspastique d'ouverture de l'Atlantique Nord Est, à partir de données d'anomalies magnétiques et de zones de fracture, méthode qui permet d'obtenir un bon ajustement des anomalies magnétiques. Le modèle prédit des différences de direction et de taux d'ouverture entre les segments océaniques. Cette ouverture différentielle a induit des mouvements décrochants sénestres le long des zones de fractures océaniques, compatibles avec le développement de structures compressives le long de la marge continentale européenne, (1) de l'Éocène inférieur à l'Oligocène supérieur, le long de la zone de fracture des îles Féroé (FFZ), et (2) de l'Éocène supérieur à Oligocène inférieur, et au Miocène, le long de la JMFZ. Aussi, j'ai mis en évidence, par une étude de terrain, une réactivation Cénozoïque en dextre de la Great Glen Fault, en Ecosse, que j'interprète comme étant due aux mouvements senestres le long de la FFZ. Je suggère également que les forces motrices proviennent du point chaud, actuellement sous l'Islande, qui était en mesure de générer une ouverture différentielle de l'Atlantique Nord Est et les déformations compressives de la marge continentale européenne.

Résumé

One of the main assumptions of the theory of plate tectonics is that all lithospheric plates are rigid. However, reconstructions of the opening of the North East Atlantic Ocean, on the basis of two rigid plates (Eurasia and Greenland), lead to gaps and overlaps between the plates. Also, the area between Iceland and the Jan Mayen Fracture Zone (JMFZ) had a complex spreading history, including progressive separation of the Jan Mayen Microcontinent and a ridge jump from the Aegir to Kolbeinsey Ridge. I have developed a method of palinspastic reconstruction of the opening of the North East Atlantic, using magnetic anomalies and fracture zones. The model ensures a good fit of the magnetic anomalies and predicts differences in the direction and rate of sea-floor spreading between the North East Atlantic ridge systems. This differential spreading generated left-lateral strike-slip deformation along oceanic fracture zones : (1) from Early Eocene to Late Oligocene, along the Faeroe Fracture Zone (FFZ) ; and (2) from Late Eocene to Early Oligocene and during the Miocene, along the JMFZ. Such motion and relative rotation between the oceanic segments are compatible with the development of inversion structures on the North West European Margin at these times. Furthermore, a field study along the Great Glen Fault (GGF), NE Scotland, provided additional evidence for right-lateral reactivation of the GGF during the Cenozoic. I infer this to be a result of left-lateral slip along the FFZ. I also suggest that the driving forces came from the Iceland Mantle Plume, which was in a position to generate differential sea-floor spreading along the NE Atlantic and resulting deformation of the North West European margin.