Relations entre systèmes tectoniques et sédimentaires à la limite Nord de la plaque Caraïbe (Cuba-Hispaniola) : implications géodynamiques

Relations between tectonic and sedimentary systems at the northern boundary of the Caribbean Plate (Cuba-Hispaniola) : geodynamic implications

• Auteur / Autrice : Alana Oliveira de Sa
• Direction : Sylvie Leroy, Elia d' Acremont, Sara Lafuerza
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie
• Date : Soutenance le 22/11/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre de Paris (2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Claudio Rosenberg
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mélody Philippon, Rémy Deschamps
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Serge Lallemand, Aurélien Gay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Failles (géologie)

Sédiments (géologie)

Haïti (île)

Région caraïbe

Tectonique des plaques

Mots clés libres

Zone de faille Septentrionale-Oriente

Frontière Nord de la plaque Caraïbe

Décrochements

Partitionement

Septentrional-Oriente Fault Zone

Northern Caribbean plate

Strike-slip faults

Partitioning

Sediment waves

Résumé

La bordure nord de la plaque Caraïbe, comprenant Cuba, Hispaniola et la République dominicaine, constitue une limite de plaque où le mouvement relatif entre les plaques Caraïbes et Amérique du Nord est accommodé par un système complexe de failles et de blocs tectoniques. Deux failles décrochantes sismogènes associées à ce système se trouvent en Haïti : la zone de faille d'Enriquillo-Plantain Garden (EGPFZ) au sud d'Haïti et la zone de faille Oriente-Septentrionale (SOFZ) au large du nord d'Haïti. Après les séismes dévastateurs de magnitude 7,0 qui s'est produit le 12 janvier 2010 au sud d'Haïti, à Leogâne, près de la capitale Port-au-Prince, et celui survenu dans la région de la faille Septentrionale à Port-de-Paix (magnitude 5,9, le 7 octobre 2018), la géologie et le contexte géodynamique d'Haïti font l'objet de nombreuses études. Cette thèse a pour objectifs principaux les suivants : 1. Identifier les phases de déformation terrestres et marines, évaluer leur impact régional, analyser leur style structural et comprendre leur évolution. 2. Retracer l'histoire de la déformation de la limite nord de la plaque Caraïbe, en relation avec le domaine marin. 3. Caractériser l'interaction entre la dynamique sédimentaire et la déformation en examinant la tectonique dans les deux régions, afin de mieux comprendre le partitionnement de la déformation et ses relations avec les systèmes sédimentaires dans un contexte de collision oblique à grande échelle de décrochements. Pour atteindre ces objectifs, cette thèse combine des données géologiques et des observations sur le terrain en Haïti, recueillies lors de deux campagnes de terrain. Les données stratigraphiques et structurales terrestres seront complétées par l'étude de cartes bathymétriques obtenues lors des récentes campagnes marines (Haitis-sis 1 & 2, Norcaribe), ainsi que par l'analyse de profils sismiques réflexion et de données du sondeur de sédiments. Cette a permis de reconstituer l'histoire de la déformation de la bordure nord de la plaque Caraïbe et d'intégrer l'ensemble des résultats dans un modèle géodynamique global.

The northern boundary of the Caribbean Plate, including Cuba, Hispaniola, and the Dominican Republic, constitutes a plate boundary where the relative motion between the Caribbean and North American plates is accommodated by a complex system of faults and tectonic blocks. Two seismogenic strike-slip faults associated with this system are found in Haiti: the Enriquillo-Plantain Garden fault zone (EPGFZ) to the south of Haiti, and the Oriente-Septentrional fault zone (SOFZ) offshore to the north of Haiti. Following the devastating magnitude 7.0 earthquakes that occurred on January 12, 2010, in southern Haiti near Leogâne, close to the capital Port-au-Prince, and the earthquake that occurred in the Northern fault region in Port-de-Paix (magnitude 5.9, on October 7, 2018), the geology and geodynamic context of Haiti have been the subject of numerous studies. The main objectives of this thesis are as follows: 1. Identify terrestrial and marine deformation phases, assess their regional impact, analyze their structural style, and understand their evolution. 2. Trace the history of deformation at the northern boundary of the Caribbean Plate in relation to the marine domain. 3. Characterize the interaction between sedimentary dynamics and deformation by examining tectonics in both regions to better understand the partitioning of deformation and its relationships with sedimentary systems in the context of large-scale oblique collision of strike-slip faults. To achieve these objectives, this thesis combines geological data and field observations in Haiti collected during two field campaigns. Terrestrial stratigraphic and structural data will be supplemented by the study of bathymetric maps obtained during recent marine campaigns (Haitis-sis 1 & 2, Norcaribe), as well as the analysis of reflection seismic profiles and sediment sonar data. This has allowed for the reconstruction of the deformation history of the northern boundary of the Caribbean Plate and the integration of all the results into a global geodynamic model.