The building of pericratonic mountain ranges : structural and kinematic constraints applied to GIS-based reconstructions of SE Asia

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Pour citer ce document :
URI: http://hdl.handle.net/2042/284
Title: The building of pericratonic mountain ranges : structural and kinematic constraints applied to GIS-based reconstructions of SE Asia
Author: PUBELLIER, M.; EGO, F.; CHAMOT-ROOKE, N.; RANGIN, C.
Abstract: Le SE asiatique est un chantier qui permet d’étudier la formation des chaînes de montagnes situées au dessus des zones de subduction à différents stades de leur évolution. Dans ces régions, la cinématique des plaques est extrêmement rapide, souvent de l’ordre de 10 cm/an, et la convergence engendre l’ouverture, elle aussi rapide, de bassins marginaux qui fragmentent sous forme de lanières les masses continentales. Les fragments ainsi séparés comportent donc un substratum généralement constitué de matériel correspondant à des ophiolites de supra subduction (arc, avant-arc, arrière- arc) ainsi que des reliques de croûte continentale. Ce type de mécanisme aboutit à la formation de plaques étirées qui peuvent être soit de nature océanique comme pour la plaque Philippine [Karig, 1975] formée de bassins arrière-arcs ouverts à l’Eocène (Bassin ouest-philippin), puis à l’Oligo-Miocène (bassin de Parece Vela/Shikoku), et au Pliocène (bassin des Mariannes) [Le Pichon et al., 1975] ; bassin de Damar [Hinschberger, 2001]), soit de nature continentale comme dans le cas des marges Australienne et Eurasiatique [Rangin et Pubellier, 1990 ; Rangin et al., 1990] (fig. 1). Dans ce dernier cas, la configuration résultante est celle d’une marge étirée à la façon d’un éventail depuis le Paléocène jusqu’au Miocène moyen. Ce mécanisme génère des bassins diachrones ouverts vers l’est, avec un propagateur vers le sud-ouest comme cela est visible dans l’ouest de la mer de Chine [Huchon et al., 1998], et est déduit pour la mer des Célèbes et son prolongement dans le détroit de Makassar [Moss and Chambers, 1999]. Cet étirement prenait lui-même la suite de l’écroulement gravitaire de la chaîne Yenshanienne depuis le Crétacé supérieur, qui marquait la fin d’un processus similaire d’accrétion de blocs gondwaniens au cours du Mésozoïque [Metcalfe, 1996 ; Sewell et al., 2000]. L’ensemble du bloc de la Sonde, avec ses bassins marginaux est soumis à un raccourcissement depuis le début du Miocène [Rangin et al., 1990], les bassins marginaux rentrant en subduction, et certains blocs basculés de la marge passive étant en cours d’accostage contre la marge continentale. De même que l’ouverture des bassins s’était effectuée de manière diachrone, le serrage des bassins s’effectue lui aussi de façon diachrone. Les mécanismes actifs de convergence par subduction et les blocages sont maintenant bien connus, la précision des récepteurs GPS, et surtout la répétition des mesures depuis près de dix ans permettant de bien contraindre les déplacements instantanés. Nous avons utilisé principalement les vecteurs GPS du programme GEODYSSEA [Michel et al., 2001]. Parallèlement, les études de tomographie sismique imagent des anomalies positives de vitesse dans le manteau pouvant indiquer des lithosphères subductées. C’est le cas de la proto mer de Chine Sud, parallèle à l’actuelle mer de Chine du Sud et probablement de géométrie similaire, maintenant disparue par subduction [Rangin et al., 1999b ; Prouteau et al., 2001]. Dans cet article, les mouvements déduits du GPS ont été utilisés comme base cinématique jusqu’à l’âge de la dernière déformation marquante, pour chaque bloc des ceintures déformées. L’évolution des marges a été revue de manière globale sur l’ensemble de l’Asie du SE, de façon à présenter des coupes structurales synthétiques,avant et après raccourcissement (fig. 3 à 10). Ces coupes montrent que l’arrivée des blocs continentaux dans les zones de subduction entraîne un blocage, puis le plus souvent un saut de subduction qui intègre le bloc à la marge en créant une déformation de la plaque supérieure [Dominguez et al., 1998 ; Pubellier et al., 1999 ; Von Huene et al., 1995 ; Ranero et al., 2000]. Une base de données sur l’Asie du Sud-est est utilisée dans les reconstructions, mais seulement une partie est représentée sur les planches 1 à 6 (topographie-bathymétrie, principales failles). La base complète comprend aussi bien les failles actives et anciennes, que la topographie des chaînes de montagnes, la morphologie des fonds sous-marins, la gravimétrie à l’air libre, les vecteurs de déplacement GPS en différents points à partir du calcul du meilleur pôle eulerien correspondant au mouvement de chaque bloc, les épaisseurs des sédiments dans les bassins, ou encore la localisation des profils sismiques utilisés. L’utilisation d’un système d’information géographique permet de restituer les déplacements des plaques ou des micro-blocs crustaux, soit à l’aide des vitesses angulaires, soit de façon interactive. Cette démarche permet de choisir entre plusieurs hypothèses géologiques en gardant une cohérence d’ensemble. Les paléo- distances géodésiques entre les blocs peuvent être mesurées, et les chaînes de montagnes comme Taïwan ou la Chaîne centrale de Nouvelle Guinée ont été étirées pour retrouver l’espace qu’elles occupaient vraisemblablement avant leur formation. Dans les reconstructions, la profondeur des bassins correspond aux valeurs actuelles, et n’a pas été restaurée en fonction du temps. Enfin, nous n’avons pas étendu les reconstructions à l’Himalaya et au Tibet, les mouvements verticaux étant trop importants. Les reconstructions effectuées à 2, 4, 6, 10, 15 et 20 Ma (planches 1 à 6) montrent que les parties continentales des plaques Sunda et Australie ; (SU/AU) s’éloignent l’une de l’autre, alors que la plaque philippine continue de “brosser” la plaque de la Sonde [Rangin et al., 1990], en transportant vers l’ouest des fragments formés au nord de la plaque australienne. Il s’agit donc d’un article qui présente une généralisation de processus géodynamiques de fonctionnement des marges actives, et dont le but est de donner une image cohérente de l’accrétion de blocs aux bordures des continents, et qui a nécessité des choix dans les options souvent débattues de l’évolution au deuxième ordre de secteurs d’importance locale.
Subject: SE Asiatique; Reconstructions cinématiques; Convergence; Chaîne de montagne péricratonique; SIG
Publisher: Société Géologique de France
Date: 2003

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