Modélisation analogique de la distribution et du style de déformation dans des chaînes d’avant-pays à niveaux de décollement multiples (évaporitiques et frictionnels) : interactions cinématiques et structurales

Analogue modelling of deformation style and distribution in foreland thrust-belts with multiple décollements (evaporitic and frictional) : structural and kinematic interactions

• Auteur / Autrice : Sandra Borderie
• Direction : Bruno Vendeville, Fabien Graveleau, César Witt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences, Écologie, Paléontologie, Océanographie
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (LOG)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kuche (Xinjiang, Chine)

Piémonts

Modèles en géologie

Évaporites

Nappes de charriage

Tectonique

Mots clés libres

Bassin de Huallaga (Pérou)

Chaînes plissées

Résumé

Le style et la distribution de la déformation dans les chaînes d’avant-pays peuvent varier le long de la chaîne et entre l’avant- et l’arrière-pays en raison de facteurs tels que l’héritage tectonique, la stratigraphie du bassin ou l’intensité des processus de surface. Dans cette thèse, nous avons dans un premier temps étudié la dynamique structurale d’une chaîne se propageant vers un domaine sédimentaire présentant des séquences lithologiques contrastées. Nous avons notamment analysé l’évolution tectonique de deux séries de modèles analogiques où un niveau de décollement visqueux de largeur variable a été introduit en position de décollement basal ou interstratifié. Dans les deux cas, les résultats mettent en évidence des interactions structurales et cinématiques entre les provinces pourvues et dépourvues du niveau de décollement visqueux. Ces interactions concernent notamment la séquence de propagation de la déformation et le style structural de la chaine, tant en surface qu’en profondeur. Ces résultats sont comparés à des exemples naturels tels que les chaînes de Kuqa (Chine) ou les Salt Range (Pakistan). Nous avons dans un second temps étudié l’impact des processus de surface sur le partitionnement amont-aval de la déformation au travers de l’exemple du chevauchement de Chazuta dans le bassin de Huallaga (Pérou). Les résultats expérimentaux indiquent que le déplacement exceptionnel accommodé par ce chevauchement et la forte épaisseur d’évaporites allochtone qu’il transporte dépendent de 1) une sédimentation syntectonique en biseau, 2) la présence d’un synclinal à l’arrière du chevauchement poussant les évaporites vers l’avant et 3) l’érosion du front de déformation.

In foreland thrust-belts, deformation may vary across- and along-strike because of tectonic inheritance, basin stratigraphy or surface process intensity. In this study, we first investigated the dynamic of a thrust-belt that propagates toward a foreland that comprises contrasted lithological sequences. We notably investigated the tectonic evolution of two sets of analogue models where a viscous level of varying width were introduced as a basal or an interbedded décollement. In both cases, results indicate that there are structural and kinematic interactions between adjacent provinces either having or not the viscous décollement. These interactions depend on the width of the viscous décollement province and concern both the sequence of deformation and structural style of the belt, at both shallow and deeper levels. Our results are compared to natural examples, such as the Kuqa fold-and-thrust belt in China and the Salt Ranges in Pakistan. Finally, we investigated the impact of surface processes on across-strike partitioning of deformation inspire by the example of the Chazuta Thrust in the Huallaga basin (Peru). Experimental results indicate that the exceptionally large displacement accommodated by this thrust and the thick evaporitic series transported in an allochtonous position depend on 1) a wedge-shaped syntectonic sedimentation, 2) the presence of a syncline at the rear of the thrust that pushes the evaporites toward the foreland, and 3) erosion of the deformation front.