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
(Voir les 2 films : Himalaya: Observations de terrain - modèle explicatif)
2d. Bilan: roches « témoins », mise en place des ophiolites
2b. Grandes structures géologiques Himalaya – Tibet (suite)
Structures
crustales et
mantelliques:
imagerie
géophysique
par stations
sismologiques
(Grands
profils)
« INDEPTH » =
(InterNational DEep
Profiling of Tibet and
the Himalaya)
(Est-Tibet, années
90-2000, 3 phases)
http://www.geo
.cornell.edu/geo
logy/indepth/in
depth.html
1
2b. Grandes structures
géologiques Himalaya
– Tibet (suite)
Expérience Hi-Climb,
2007-2008
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. (2009)
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:
2
INDEPTH IV’s field season – beginning
May/June 2007
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.
2b. Grandes structures géologiques
Himalaya – Tibet (suite)
Analyse par fonction récepteur en réseaux 2D
Xu et al. (2013)
Imagerie du « LAB »
Propositions sur délamination, détachement
de fragments de slab (voir exposés)
3
Déduction: modèle d’effondrement orogénique
From Clark & Royden, 2000
2b. Grandes structures géologiques
Himalaya – Tibet (suite)
Proxy le plus
couramment
utilisé: la
tomographie
sismique
Replumaz
et al.,
2010
(voir
exposés)
4
2c. Coupes et modèles
d’évolution de la collision,
chronologie (interprétations,
modèles)
5
Lagabrielle, 2003
Debelmas & Mascle, 1990
6
Coupe synthétique générale (Himalaya Central –
Tibet – Chine du Nord)
COMPARER à
COUPE AU
NIVEAU DU
PAMIR
7
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)
8
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?
9
2d. Bilan: roches « témoins »,
mise en place des ophiolites
- Témoins de subduction océanique
- Témoins de la collision continentale
- Obduction: variation, signification géodynamique
Témoins de subduction océanique
Essentiellement plutoniques:
- Batholite trans-himalayen
granodioritique, collé a la ITSZ, –120
à – 40 Ma - subduction type andin
Karakoram
-Dans le NW, s’ajoute le batholite
calco-alcalin de Karakoram, 12088 Ma.; seconde subduction type
arc insulaire actif = bassin AA en
subduction.
Lhasa
D’après Sandeep Singh et al., 2002
ØFaille du Karakoram sépare une zone à subduction andine
à l’Est (marge tibétaine active) d’une zone d’arc insulaire à
l’Ouest (Karakoram)
10
Témoins de la collision continentale
ØSutures ophiolitiques
ØSédiments téthysiens
ØMétamorphisme
Siwalik néogène
Bas Himalaya
Haut Himalaya
cristallin
Téthys Himalaya
Ophiolites
Modifié d’après
Batholite
Schill
Schilletetal.,
al.,2002
2002.
a. sutures ophiolitiques
ØSuture ophiolitique de L’IndusTsangpo:
-datée à 55 Ma, accompagnée de flyschs et
conglomérats crétacé-éocènes
Aitchison et al., 2002
-ensemble de péridotites, gabbros
serpentinites, schistes bleus et basaltes
(110 Ma)
ØSeconde suture dans le NW:
Suture de Shyok, datée à 70 Ma,
suture du bassin de Karakoram
ØSutures plus anciennes ensuite
11
b. Sédiments téthysiens
•Succession épaisse quasi-complète
Paléozoïque inférieur - Tertiaire:
• Carbonates
• Sédimentation détritique-terrigène
• Volcano-clastites (Permo-trias,
Crétacé Inf.)
•Sédimentation marine de la
marge passive indienne
Upreti et
al., 1999
Myrow et al., 2003
c. Métamorphisme himalayen
Minéralogie prograde
S
N
• Métamorphisme schistes vertsamphibolites–éclogitiques
• Ecailles crustales métamorphisées
en profondeur
• Exhumation postérieure aux
sédiments téthysiens
Liou et al., 2004
Voir Film (2 x 25 mn) en VHS:
« Déformation et métamorphisme dans une chaîne de collision »
12
- Obduction: variation, signification géodynamique
Coleman, 1971
Obduction synthétique de la
subduction
Le plus fréquent
Note: la subduction est intra-océanique –
Parfois: non classé dans obduction s.s.
Obduction antithétique de
la subduction
Sud-Chili, Alaska, Nouvelle-Zélande…
Ribeiro, 2002
13
14