Structure et développement du bassin d'avant-arc du sud-ouest des Andes du Nord

Forearc crustal structure and controlling factors on basin formation across the southernmost Northern Andes

• Auteur / Autrice : Carlos Aizprua
• Direction : Jean-Yves Reynaud, Ståle Johansen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'univers
• Date : Soutenance le 20/01/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021) en cotutelle avec Norwegian University of Science and Technology (Trondheim, Norvège)
• 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) - Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 / LOG
• Jury : Président / Présidente : Børge Arntsen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : César Witt, Atle Rotevatn, Fausto Ferraccioli, Nicolas Tribovillard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Authemayou, Atsushi Noda, Christine Authemayou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anomalies magnétiques

Anomalies gravimétriques

Marges continentales

Accrétion océanique

Andes (nord)

Cicatrices (tectonique)

Mots clés libres

Bassin d’avant-arc

Northern Andes

Outer forearc high

Tectonic escape

Transform fault boundary

Résumé

La région la plus méridionale des Andes du Nord a été sujette à la collision et à l'accrétion des terrains océaniques de la plaque Caraïbe au cours du Crétacé supérieur. Ces processus a conduit au piégeage d'un fragment de la croûte océanique, le soi-disant Bloc Nord-Andin, entre une fosse nouvellement formée et la marge sud-américaine. Cette étude examine les rémanents du processus collisionnel à l’aide d'une analyse intégrée de la gravité, du magnétisme, de la sismique et des observations à la surface.Le modèle crustal résultant de ce travail suggère l’existence d'un arc insulaire bissecté par un bassin marginal, ces deux éléments transférés (presque sans déformation) à la marge continentale lors du processus d’accrétion. L’analyse des anomalies magnétiques et gravimétriques met en évidence l’existence d’un coin mantellique serpentinisé très probablement lié à l’arc magmatique formé entre l’Eocène moyen et le Miocène inferieur.Le bord sud du bloc accrété et son interaction avec la marge continentale sont étudiés ici avec plus de détail, indiquant que le développement local du haut structural externe (outer wedge) de Santa Elena peut être en relation étroite avec un processus de subduction oblique le long d’une jonction triple des plaques. La configuration qui en a résulté a conduit au développement de deux types de bassins génétiquement liés 1) série d'avant-bras s.s. contrôlé par le développement d'un avant-bras externe haut, et 2) un bassin limite de transformation qui enregistre les périodes de transtension et d’échappement tectonique.

The SW Ecuador‐NW Peru forearc region is the southernmost location, where the Caribbean large igneous province (CLIP) interacted with the South American margin since the Late Cretaceous. The accretion of the CLIP to the margin led to the entrapment of the North Andean crustal Sliver, conforming the underlying basement of the forearc region in Ecuador, whereas in NW Peru, forearc depocenters involve rocks of continental affinity. Many existing tectonic reconstructions have treated these two areas independently, largely based on their crustal affinities. In contrast, this study integrates previous studies into an analysis of unpublished seismic profiles, potential field data, outcrop stratigraphy, and recent studies dealing with the dynamics of allochthonous terrane accretion along continental margins. Our integrated approach shows that SW Ecuador was dominated by a Late Cretaceous deforming outer wedge, which may have constituted a remnant of a northeast or northwest dipping obliquely obducted oceanic block at the edge of the CLIP. This tectonic phase was governed by plate instability, affecting NW Peru and SW Ecuador, followed by reestablishment of the margin by early Eocene. The resulting margin configuration and the spatial distribution of the different tectonic elements seem to have played a key role in the further Cenozoic development of the forearc region. The model presented in this study proposes that the accretion of buoyant oceanic terranes may have had a profound impact on the early margin configuration of SW Ecuador and NW Peru and led to the development of localized but genetically related forearc depocenters.