collision inde-asie - Perso-sdt

COLLISION INDE-ASIE
1. CINEMATIQUE DE LA CONVERGENCE INDE-ASIE (avant et après la
collision)
1a. Dérive continentale globale depuis 250 Ma
1b. Cinématique relative Inde-Eurasie
1c. Accrétion et déformation continentale avant la collision
-Destruction et Evolution de la Pangée et de la Téthys depuis 300Ma
-Les collages avant la collision Inde-Asie
2. CONSTRUCTION DE LA CHAINE ET EVOLUTION DU CONTINENT
(pendant la collision)
2a. Déformation de l’Asie après la collision
2b. Grandes structures géologiques Himalaya – Tibet
2c. Coupes et modèles d’évolution de la collision, chronologie
(Projection des 2 films : Himalaya: Observations de terrain - modèle explicatif)
2d. Bilan: roches « témoins », mise en place des ophiolites
A la BLP cette année:
1
2b. Grandes structures géologiques Himalaya – Tibet
Synthèse à l’échelle générale
TD sur carte Géologique:
• Identifier les limites géologiques principales
• Identifier les blocs crustaux et les associer à une origine géologique
• Identifier les structures actives/fossiles et leur style de déformation
Documents: Carte structurale de l’Himalaya
- CRATON INDIEN: 1. Plaines alluviales; 2. Socle pré-gondwanien; 3. Sédiments gondwaniens; 4.
Sédiments mésozoïques de plateforme; 5. Plateaux basaltiques.
- CHAINE HIMALAYENNE: 1. Plaines alluviales; 6. Molasses des Siwaliks (Sub-Himalaya); 7. BasHimalaya; 8. Haut-Himalaya (cristallin); 9. Sédiments de plateforme Téthysien; 10. Flysh; 11. Ophiolites,
mélanges et sédiments pélagiques associés; 12. Plutons trans-Himalayens; 13. Volcanites tertiaires et
quaternaires; 14. Volcans quaternaires; 15. Failles principales; 16. Linéations (axes de plis, failles et
fractures secondaires).
Ko=Khotan; Ks=Mont Kailas; La=Ladakh; Ls=Lhasa; MBT=Chevauchement bordier;
MCT=Chevauchement central; MFT=Chevauchement frontal; Sp=Klippe de Spongtang; SZ=zone de
suture de l’Indus-Zangbo; Ra=Rangun
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Ceintures ophiolitiques,
magmatisme, et
espaces océaniques
disparus
Bloc
Kunlun
Ceinture ophiolitique
Kunlun
Songpan-Ganze Jinsha
QianTang
Lhasa
Inde
Bangong-Nujiang J
Indus-Tsangpo
âge suture
Paléozoïque
Trias
Jur> - Crét.<
55 Ma
Replumaz et al., 2010
2b. Grandes structures
géologiques Himalaya – Tibet
Observations
1. Géologie de surface
2. Structures crustales
3. Tomographie mantellique
3
Vues sur ensembles géologiques de la chaîne
K-E
Cam-K
Bloc de
Lhasa
N
Modifié d’après Lombardo et al., 2000.
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Identification des unités constitutives en
Himalaya central
1. Les Siwaliks = chaînons détritiques néogènes-quaternaires, de type molassique
Structure: écailles qui chevauchent vers le S le Quaternaire du bassin du Gange (contact:
MFT=MST)
2. Le Bas Himalaya = séries précambriennes (gneiss, schistes) ou plus récentes,
empilées en nappes pluridéformées – Présence de nappes du Haut Himalaya
(Kathmandou)
Structure: Schistosité plate régionale, linéation d’étirement sub-perpendiculaire à la
chaîne - chevauche vers le S les Siwaliks (contact: MBT)
Métamorphisme: intensité croissante vers le haut – Atteint le faciès Amphibolite
3. Le Haut Himalaya = substrat précambrien-cambrien en dalle (5-10 km, dite du
Tibet) + série sédimentaire Ordovicien-Eocène < (~10 km), peu métamorphique, au
faciès de plateforme continentale subsidente – Inclusions: massifs cristallins internes
(dômes de Tso Morari, Gurla Mandata, et quelques leucogranites récents: Eocène?)
Ceinture de roches métam. (Kangmar) exhumées de ~30 km en 3 Ma, vers –20 Ma
Structure: succession de nappes et plis déversés au S ou au N, déformation polyphasée –
chevauche vers le S le Bas Himalaya (MCT) – Grande faille normale à plongement N =
Faille nord-Himalayenne (FNNH = zone de détachement du Sud Tibet) sur 1500 km
Métamorphisme: intensité croissante vers le bas (faciès Amphibolite, ~7 kbar, ~700°) –
Affecte surtout la dalle du Tibet -Dômes: Faciès éclogite BT (17 kb, 550°) exhumés très tôt
(avant l’Oligocène)
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4. La suture Indus – Tsang Po = domaine ophiolitique de la néo-Téthys, avec
unités à faciès flysh (base de la marge indienne ancienne), lames de radiolarites, de
schistes bleus, de péridotites, de flyshs greywakeux et de conglomérats continentaux
Structure: en écailles pluridéformées, parfois verticalisées – Lames trouvées en klippes
sur le Haut Himalaya
5. Les séries d’arc du Dras-Kohistan (Kashmir) = zone de suture
dédoublée – ensemble volcanique et magmatique basique, affinité tholéitique (ancien
arc intraocéanique)
Structure: séries très déformées
6. La chaîne transhimalayenne
= formation magmatique et volcanique calcoalcaline Crétacé sup. – Eocène (batholite du Ladakh, volcans calco-alcalins paléogènes),
mise en place sur la marge continentale du sud-Tibet (substratum métamorphique
recouvert de séries sédimentaires émergées au Crétacé sup.)
Structures crustales et
mantelliques:
imagerie géophysique
par stations
sismologiques
(Voir aussi: profils
« INDEPTH »)
Position de l'ensemble des stations sismologiques (ronds
rouges) déployées au Népal et au Tibet dans le cadre de
l'expérience Hi-Climb. La limite nord de la croûte indienne,
déduite de l'analyse des données, est indiquée par la ligne
jaune. © Nabelek et al. Science 2009
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Profil N-S des 100 premiers kilomètres de la lithosphère montrant les différentes interfaces imagées. Les couleurs rouges (resp. bleues)
indiquent des interfaces où la vitesse augmente (resp. diminue) avec la profondeur. La principale interface rouge, visible entre 40 et 80 km de
profondeur, correspond à la discontinuité de Mohorovicic. Au centre de l'image, la superposition de 2 interfaces témoigne de la présence de la
croûte indienne sous le Sud du plateau tibétain © Nabelek et al. Science 2009
- Variations de la profondeur du Moho, qui s'approfondit de ~40 km sous la plaine du Gange jusqu'à plus de 70 km sous le Tibet.
- Deuxième interface située au-dessus du Moho à travers tout le sud Tibet: HYPOTHESE : toit de la croûte inférieure indienne qui
vient sous-plaquer la croûte tibétaine sur plus de 250 km de long
- Main Himalayan Thrust (MHT) : limite continue, caractérisée par une forte diminution de la vitesse des ondes de cisaillement ->
présence de fluides à faible profondeur sous le Népal et fusion partielle de roches dans sa partie profonde sous le Tibet
- Interprétation:
Données sismiques: INDEPTH
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S-wave receiver function image of the crustal and upper mantle structure across the
eastern India–Tibet collision zone. (A) Topography and station positions along the
profile. (B) Seismic cross-section constructed with a horizontal bin width of 8.1 km
using 542 S-wave receiver functions. (C) Seismic cross-section constructed with a
horizontal bin width of 12 km and the interpretation of the major conversion
interfaces observed in the cross-section. The Moho is relatively clear, but the mantle
converters such as the YZC or T-LAB, ‘7’ and ‘8’ are diffuse on the cross-section due
to their weak impedancecontrasts or gradient character at boundaries, and also due to
the fewer (by a factor of 15) available S-wave data compared to the P-wave. Dashed
grey lines mark the I-LAB obtained on the INDEPTH profile (Zhao et al., 2011)and
in northeastern India (UmaDevi et al., 2011), aligned using latitude as reference.
Exemple d’effondrement orogénique
From Clark & Royden, 2000
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Histoire de la convergence: quelques scenarii simples
Proxy le plus
couramment
utilisé: la
tomographie
sismique
Replumaz
et al.,
2010
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2c. Coupes et modèles
d’évolution de la collision,
chronologie (interprétations,
modèles)
Lagabrielle, 2003
Lagabrielle, 2003
10
Debelmas & Mascle, 1990
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Coupe synthétique générale (Himalaya Central –
Tibet – Chine du Nord)
COMPARER à
COUPE AU
NIVEAU DU
PAMIR
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Les collages avant la collision Inde-Asie: « Paleotectonic Evolution of Tibet »
Modèle de collage de blocs
« The geological history of India-Asia is a
sequence of continental collisions in the Triassic
Late Cretaceous and Tertiary » (Bruce Yardley)
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CRETACE MOYEN -> EOCENE INF. :
Disparition du domaine océanique NéoTéthys– Magmatisme transhimalayen
EOCENE: Collision: suture de l’Indus,
écaillée, éjectée vers le S en nappes,
rétroécaillée; début de « subduction »
OLIGOCENE : Ré-épaississement de la
marge passive indienne mince: écaillage
de la couverture, du socle, exhumation
des unités à faciès Eclogite et schistes
bleus
OLIGOCENE > MIOCENE> (25-10):
« Clivage » de la croûte indienne sur MCT,
effet de fer à repasser dalle – Dénudation
tectonique au Nord (FNNH vers –18 Ma) ->
exhumation
PLIOCENE-QUATERNAIRE: Blocage du
MCT -> Clivage prograde -> MBT, MFT–
glissement de la couverture
sédimentaire Haut Himalaya sur failles
normales -> plis à déversement N
(Annapurnas) – Flexion de l’avant-pays
(Siwaliks)
Histoire résumée de la convergence
1. CRETACE MOYEN -> EOCENE INF. : Disparition du domaine océanique Néo-Téthys –> Marge
active Asie, marge passive Inde
– Magmatisme transhimalayen, métam. Eclogite BT de la marge amincie indienne (Tso Morari)
2. EOCENE: Collision: suture de l’Indus, écaillée, éjectée vers le S en nappes, rétroécaillée
3. OLIGOCENE (30-35 Ma): Ré-épaississement de la marge passive indienne mince: écaillage de la
couverture, du socle, exhumation des unités à faciès Eclogite (massif cristallin interne de Tso
Morari) et schistes bleus - Profil d’équilibre du prisme d’accrétion tectonique atteint
4. FIN OLIGOCENE-FIN MIOCENE (25-10 Ma): Clivage au sein de la croûte indienne sur
Cisaillement plat (MCT) = DALLE DU TIBET, situé à la base de la couche granitico-gneissique
du Haut Himalaya – Forte déformation plastique, effet de fer à repasser par apport de chaleur
dû au déplacement de la dalle sur ~200 km vers le S + anatexie (leucogranites) – Intense érosion
qui favorise le clivage – Dénudation tectonique au Nord (Faille Normale Nord-Himalayenne
apparaît vers –18 Ma) qui fait « remonter » les roches du Kangmar (exhumation)
5. PLIOCENE (fin miocène?)– QUATERNAIRE: Blocage du chevauchement du Haut Himalaya ->
Clivage prograde -> MBT et MFT se forment – Haut Himalaya voit le glissement de la
couverture sédimentaire sur failles normales, ce qui dénude la dalle et forme des plis à
déversement N (Annapurnas) – Flexion de l’avant-pays (bassin molassique des Siwaliks de 7
km, sur 300 km)
+: EDIFICATION du TIBET? JEU DES DECROCHEMENTS?
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