Dynamique d'une frontière transformante dans un contexte de collision oblique : étude de la limite nord de la plaque Caraïbe dans la région d'Haïti.

Dynamic of a transform boundary in an oblique collision context : the Northen Caribbean plate boundary in the Haiti aera

• Auteur / Autrice : Jordane Corbeau
• Direction : Sylvie Leroy, Frédérique Rolandone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance le 09/12/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences de la Terre de Paris
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Calais, Derek Keir, Claudio Rosenberg, Roberte Momplaisir, Dominique Boisson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Décrochements (géologie)

Lithosphère

Mots clés libres

Haïti

Transpression

Décrochement

Structures pré-existantes

Plateau océanique

Structure crustale

Transpression

Crustal structure

Oceanic plate

Résumé

La frontière de plaque transpressive Nord Caraïbe s'exprime dans la région d'Haïti par un partitionnement de la déformation entre deux failles décrochantes et des chevauchements. L'étude de données de bathymétrie, de sismique réflexion, et de fonctions récepteur apporte des contraintes sur la structure et le fonctionnement de cette frontière de plaque en transpression en mer et à terre. Les données de bathymétrie des campagnes Haïti-SIS 1 et 2 nous ont permis de cartographier précisément le grand système de failles décrochantes senestres et leur segmentation. L'étude des profils de sismique réflexion a mis en évidence l'existence de structures pré-existantes à l'activité du décrochement EPGFZ en mer. Nous avons également identifié un domaine crustal distinct, que nous avons relié au plateau océanique Caribéen. L'étude des déformations actuelles en mer nous permet de montrer que la faille EPGFZ est principalement décrochante, avec une composante compressive qui augmente vers l'Est. Les estimations de raccourcissement restent cependant très faibles (2 à 3%) en comparaison des estimations faites par les modélisations GPS. A terre en Haïti, nous avons imagé l'épaisseur crustale grâce à une étude de fonctions récepteur. Les épaisseurs imagées délimitent trois domaines différents. Nous proposons que ces domaines correspondent à trois ensembles géologiques distincts, composés respectivement de l'arc Crétacé des Grandes Antilles au Nord, du plateau océanique Caraïbe au Sud, et d'une croûte continentale au centre. Cette croûte pourrait être sous-charriée par du matériel dense provenant de la subduction d'une portion du plateau océanique Caribéen sous Haïti.

The Northern Caribbean transpressive plate boundary is expressed in Haiti by the partitioning of the deformation between two strike-slip faults and compressive structures. Bathymetric, seismic reflection and receiver-functions studies are methods used here to constrain the structure and the dynamic of the Northern Caribbean transpressive plate boundary offshore and onshore. The bathymetric data acquired during the Haiti-SIS cruises provide a detailed mapping of the geometry and segmentation of the senestrial strike-slip fault systems. The seismic profiles in the Jamaica Passage show that basin structures exist prior to the initiation of the EPGFZ and are cross-cut and folded by the EPGFZ. We identify a distinct crustal domain that we relate to the Caribbean large igneous province. The present deformations offshore show that the EPGFZ is primary strike-slip, with an increasing compressive component of the deformation toward the east. The shortening estimates are very small (2 to 3%) compared to the short-term GPS modeling estimates. Onshore in Haiti, we image the crustal structure from a receiver-functions study. The crustal thickness is ~23 km in the northern part of Haiti, ~22 km in the southern part of Haiti and ~41 km in the middle part, delimiting 3 distinct domains. We propose that these domains correspond to 3 geological distinct terranes: the Cretaceous volcanic arc in the north, the oceanic igneous province in the south, and in between a continental crust underthrusted by dense material. The underthrusted material could be a subducted portion of the Caribbean large igneous province under the Trans-Haitian fold-and-thrust belt.