Les chaînes de montagnes (2)

Les chaînes intracontinentales

2

3

Global seismicity 1963-2000

Les chaînes intracontinentales

L’Atlas Le Caucase Les chaînes d’ Asie Centrale:

•  Tien Shan •  Kunlun •  Qilian Shan •  Altaï

Les Rocheuses américaines

Situation de l’Atlas

Anti-Atlas = ~300 Ma High Atlas = 65 Ma à 1.8 Ma

Situation du Caucase

Le Caucase (socle Hercynien remobilisé à l'Oligocène)

Le Caucase (socle Hercynien remobilisé à l'Oligocène)

Pt culminant: Mt Elbrouz - 5,642 m Chaînes d’Asie

Centrale sie

Bassin du Tarim Ordos

Gobi Tienshan

Sechuan

Junggar

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Localisation Tien Shan en Shan

Bassin du Tarim Ordos

Gobi Tienshan

Sechuan

Junggar

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Issyk Kul (1600 m)

Chaîne du Tienshan Junggar

Bassin du Tarim (~1000-1500m)

Bassin du Tarim (~1000-1500m)

Issyk Kul (1600 m)

Pt culminant: Pic Pobedy 7439 m

Junggar

Bassin du Tarim assin du Tarim

Junggar Versant sud

Versant sud

Bassin du Tarim

Issyk Kul Kul

Versant nord

Versant nord

Coupe versant nord

N

Tarim

Junggar Issyk Kul

Tarim

Dépression de Turfan (-154m)

N

N I

TariTariTariTariTariT iTTTTTTTTTarim m mmmmmmmmmm

N

Junggar Tarim

Localisation Kunlun - Altyn Tagh

unlun - h

Bassin du Tarim Ordos

Gobi Tienshan

Sechuan

Junggar

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Kunlun Altyn Tagh

Bord nord-ouest du Tibet

Bassin du Tarim F. Altyn Tagh

Plis en formation N

Pli dans le bassin du Tarim

N

Topographie + image Landsat

S N

SN

N

Tarim Kunlun Localisation Qilian Shan ian Shan

Bassin du Tarim Ordos

Gobi Tienshan

Sechuan

Junggar

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Qilian Shan

Plis en avant de la chaîne

Coupes Qilian Shan

NS

N

Localisation Altaï

Bassin du Tarim Ordos

Gobi Tienshan

Sechuan

Junggar

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Landsat 7

Les grandes failles au Tibet

L'ouest américain

Basin and Range

Plateau du

Colorado

Rocheuses

Cordillère canadienne

Les Rocheuses américaines Basin and

Range

Plateau du Colorado

Grandes plaines

Rocheuses

Nombreuses failles inverses à faible pendage

dans la Cordillère

Raccourcissement important

Peu de failles inverses à fort pendage dans les

Rocheuses

Raccourcissement plus faible

Raccourcissement homogène ? ou

subduction intracontinentale ?

Croûte épaissie

Lithosphère épaissie

Croûte continentale

Lithosphère mantellique

Croûte continentale

Lithosphère en subduction

Comment raccourcir la lithosphère continentale ? La croûte continentale peut être découplée du manteau sous-jacent

Niveau de décollement Niveau

Apport de la tomographie

Bassin du Tarim

TIBET

Ages des déformations

Coupe à l’échelle lithosphérique

La subduction intracontinentale est possible

quand le raccourcissement est suffisamment important

R ≥ 100 - 150 km ?

Les chaînes de montagnes (3)

Les chaînes de subduction

Les chaînes de subduction

Les Andes

L’Alaska (ouest)

Le Kamtchatka

…

Les chaînes de subduction

Les Andes

L’Alaska (ouest)

Le Kamtchatka

…

Les chaînes de subduction

Les Andes

L’Alaska (ouest)

Le Kamtchatka

…

Les chaînes de subduction

Les Andes

L’Alaska (ouest)

Le Kamtchatka

…

Pendage fort

Couplage faible

Déformations modérées

Volcanisme

Pendage faible

Couplage fort

Déformations importantes

Influence du pendage de la subduction ?

Pendage fort

Couplage faible

Déformations modérées

Volcanisme

Pendage faible

Couplage fort

Déformations importantes

Influence du pendage de la subduction ? Exemple : les Andes

Altiplano

Plaque

Nazca

Bouclier

Amazonien

Chaî

ne s

uban

dine

Coupes des Andes Coupes des Andes

Coupes des Andes Coupes des Andddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddeseseseeeseeeseeeseseeeseseseessesesseseseseeseeseseseeeesssssessessseseeeeseeseseeesssseeeesesssseesesss Coupes des Andes Coupes des Andddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddeseseseeeseeeseeeseseeeseseseessesesseseseseeseeseseseeeesssssessessseseeeeseeseseeesssseeeesesssseesesss

Coupes des Andes Coupes des Andddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddeseseseeeseseeseeeseseeeseseseessesesseseseseeseeseseseeeesssessessessseseeeeseeseseeesssseeseesesessseesesss Coupes des Andes

D’après Armijo et al., 2010

Coupes des Andes

hc

hm

rc

rc

ρc

ρm

ρa

z

Principe de l'isostasie

P1 = g.(rc.ρa + hm.ρm + hc.ρc)

P2 = g.[hm.ρm + (hc + rc + z).ρc]

P1 P2 P1 = P2 ⇒ z = rc.[(ρa/ρc) - 1]

rc

hc

z

ρc

ρm

ρc = 2.8 103 kg.m-3 et ρa = 3.2 103 kg.m-3

z = rc/7

Croûte épaissie ⇒ topographie + racine crustale

ρa

P1 = P2

hm ρm

hc ρc

Conséquences thermiques

Kc Km

U, Th ⇒ Qc

F0

Flux de chaleur en base de lithosphère: F0 ≈ 10-2 Wm-2

Conductivité thermique de la croûte: Kc ≈ 2.5 Wm-1K-1 Conductivité thermique du manteau lithosphérique: Km ≈ 3 Wm-1K-1 Production de chaleur radioactive dans la croûte: Qc ≈ 1.0 10-6Wm-3

Production de chaleur dans le manteau: Qm ≈ 0

Qm = 0

U, Th ⇒ Qc

Relations entre les plis et les failles

Déplacement relatif entre les couches le long d'un «niveau de décollement»

Pas de déplacement relatif entre les couches

1er mécanisme : propagation d'une faille

Formation d'un pli à l'aplomb de la terminaison de la faille

2ème mécanisme : changement de pendage d'une faille

Les chevauchements ont souvent une géométrie composite avec des segments

quasi-horizontaux : les plats

et des segments à pendage plus fort :

les rampes.

La compatibilité cinématique impose la formation d'un anticlinal

au dessus de la rampe d'où l'appellation d'anticlinal de rampe

Exemples de structures construites à partir d'anticlinaux de rampes

Duplexes

Le métamorphisme

Lors de l'épaississement crustal, des unités sont enfouies à des profondeurs plus importantes ⇒ elles vont être soumises à des pressions plus élevées

La température augmentera aussi, mais avec un certain délai

Après la phase d'enfouissement, l'érosion permet de faire remonter des unités profondes à la surface

Exemple de chemin Pression-Température-temps (P-T-t)

La datation de minéraux typiques d'une pression et d'une température permet de décrire le trajet suivi par la roche au cours de l'orogenèse

La formation d'un bassin d'avant-pays

Le poids de la chaîne de montagnes fléchit la plaque qui la supporte vers le bas. La dépression ainsi créée est un site naturel pour le

dépôt des sédiments détritiques produits par l'érosion de la chaîne.

Le poids des sédiments ajoute à la flexure : le bassin subside. Les sédiments peuvent être affectés ensuite par la tectonique responsable

de la chaîne (Molasse dans les Alpes, Siwaliks en Himalaya)

Jura Molasse (Miocène marin)

Bornes

Aravis

« Belledonne »

Salève

Séisme de 1996 (M = 5)

Mt Blanc

Alpes

Préalpes

Exemple des Alpes

Exemple des Siwaliks

MONGOLIE

SIBERIE

TIBET

INDE

Tarim

Junggar

Exemple des Andes