De la subduction continentale `a l`écaillage d`unités de croûte

De la subduction continentale `a l’´ecaillage d’unit´es de croˆute
sup´erieure. Une approche num´erique.
N. Carry (1), F. Gueydan (1), J-P. Brun (1), D. Marquer (2)
(1) G´eosciences Rennes, UMR6118/CNRS, (2) G´eosciences, EA2642, Franche-Comt´e
Les m´ecanismes qui r´egissent la transition entre subduction1continentale et l’individualisation
d’´ecailles crustales est encore mal comprise. Une ´etude de cette transition est r´ealis´ee ici `a travers
l’´evolution thermique et rh´eologique 2D d’une marge passive2mise en subduction.
Les observations men´ees dans les chaˆınes de montagnes r´ecentes montrent des empilements d’unit´es
de croˆute3sup´erieure ayant subies une haute pression et une basse temp´erature pendant les stades
pr´ecoces de leurs formations. Dans le dˆome Lepontin (Alpes Suisso-Italiennes) les unit´es form´ees en
premier ont ´et´e plus profond´ement que celles form´ees ensuite. Ces unit´es Lepontines ont des ´epaisseurs
et longueurs relativement r´eguli`eres de l’ordre de 5 `a 10 km et 30 `a 50 km respectivement. Des mod`eles
2D thermiques mettent en ´evidence 2 ´etapes succ´essives qui caract´erisent l’histoire de la marge au cours
de son enfouissement.
–Dans un premier temps – avant 3 millions d’ann´ee (Ma) – l’´evolution thermique de la marge est
presque adiabatique4et donc caract´eris´ee par une augmentation de la r´esistance de la marge en
raison de l’augmentation de la pression (croissante avec la profondeur).
–Dans un second temps, l’acroissement continu de la temp´erature au-dessus de la marge conduit
`a une d´ecroissance de la r´esistance de la marge. Cette diminution contre-balance progressivement
l’effet de la pression.
L’´evolution temporelle de la r´esistance est alors compar´ee aux contraintes qui s’excercent sur la marge
(pouss´ee d’Archim`ede et forces tectoniques). L’individualisation d’´ecailles crustales se produit lorsque
les contraintes sont plus fortes que la r´esistance de la marge.
L’´epaisseur, la longueur de l’unit´e ainsi que la profondeur `a laquelle l’unit´e s’individualise sont
mod´elis´ees pour diff´erentes vitesses et valeurs de l’angle de subduction. Seule l’individualisation de la
premi`ere ´ecaille est analys´ee correspondant `a la pression la plus ´elev´ee.
Les calculs montrent qu’´epaisseur et longueur croissent avec la vitesse et l’angle de subduction. Ces
r´esultats sont coh´erents avec l’exemple Alpin. Il semblerait que les unit´es de ultra-haute pression5sont
issues de subduction `a fort angle et forte vitesse tandis que les unit´es de haute pression sont issues de
subduction `a plus faible angle et plus faible vitesse. Dans tous les cas, seule la partie sup´erieure de la
croˆute est ´ecaill´ee.
1La subduction est l’enfouissement d’une plaque tectonique sous une autre
2Une marge passive constitue la zone interm´ediaire entre les plaques continentales et les plaques oc´eaniques
3La croˆute terrestre est la premi`ere enveloppe du globe d’une ´epaisseur moyenne de 30km. Dans les marges, cette
partie est amincie n’atteignant plus qu’une dizaine de kilom`etres.
4sans modification importante de la temp´erature
5UHP, plus de 20 kbar, soit 60-70 km de profondeur
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