Structure et origine du plateau de Kerguelen (océan indien austral) : implications géodynamiques : modélisation de données sismiques grand-angle marines

Structure and origine of the kerguelen plateau (indian ocean) : geodynamical implications marine wide-angle seismic data modeling

• Auteur / Autrice : Stéphane Operto
• Direction : Philippe Charvis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Crétacé

Thèses et écrits académiques

Géodynamique

Résumé

La structure profonde des principales unités morpho-structurales du plateau sous-marin de Kerguelen (plateau de Kerguelen-Heard au nord et bassin de Raggatt au sud) et du bassin océanique d'enderby est présentée a partir de l'analyse des données de sismique grand-angle de la campagne md66/keobs. Les temps d'arrivée des ondes ont été modélisés avec la méthode d'inversion itérative au sens des moindres carres de Zelt & Smith (1992) ; les amplitudes ont été modélisées a l'aide de sismogrammes synthétiques calcules avec la méthode de la réflectivité (Fuchs & Muller, 1971). L’épaisseur importante de la croute du bassin d'enderby (10-13 km) suggère que sa mise en place a été affectée par la proximité du point chaud de Kerguelen au crétacé. Les coefficients de poisson dans la croute, estimes a partir de l'analyse des ondes p et des ondes converties p-s enregistrées sur les trois composantes des OBS (stations sismiques sous-marines), sont comparables a ceux mesures en laboratoire sur des échantillons ophiolitiques. La croute du domaine nord du plateau de Kerguelen a une épaisseur (21-23 km) et une loi de vitesse en fonction de la profondeur compatibles avec un modèle de plateau océanique (couche 3 très épaisse, vitesses élevées (>7,2 km/s) a la base de la croute). Sa mise en place résulterait de l'action du point chaud de Kerguelen sur ou a proximité de la dorsale séparant la plaque indienne de la plaque australo-antarctique entre 130 et 100 ma, selon une configuration comparable a celle de l'Islande actuelle. La structure du domaine sud du plateau de Kerguelen montre des différences significatives comparativement a celle du domaine nord. La croute, d'une épaisseur de 22-23 km, est constituée d'une croute supérieure avec des vitesses comparables à celle de la couche 2 océanique et une croute inferieure de 15-16 km d'épaisseur. La croute inferieure est caractérisée par une augmentation régulière de la vitesse entre des valeurs de 6,6 km/s à 9 km de profondeur et 6,9 km/s a 19 km de profondeur. Entre 19 et 25 km de profondeur, la croute est réflective comme le montrent plusieurs réflexions grand-angle enregistrées aux distances précritiques entre l'onde réfractée dans la croute inferieure non réflective et l'onde PMP, réfléchie sur le Moho. La croute inferieure réflective a plusieurs propriétés originales: 1 elle constitue, en moyenne, une zone a faible vitesse a la base de la croute (vitesse moyenne: 6,7 km/s) ; 2 la croute inferieure n'est réflective que dans une direction parallèle a l'axe du plateau ; elle est associée a une anisotropie (apparente ?) de vitesse dans la croute inferieure réflective avec un axe lent parallèle a l'axe du plateau ; 3 la réflectivité semble diminuer du sud-est vers le nord-est ; 4 une anisotropie de vitesse est observée dans le manteau supérieur avec un axe rapide dans la direction parallèle à l'axe du plateau. Les vitesses (6,6-6,9 km/s) dans la croute inferieure non réflective sont atypiques d'une croute océanique d'une vingtaine de kilomètres d'épaisseur, supposée riche en constituants ultramafiques. La structure du bassin de Raggatt est, par contre, comparable a celle d'une croute continentale faiblement étirée dans la direction nnw-sse et recouverte de coulées volcaniques. La réflectivité de la croute inferieure résulterait de cisaillements ductiles dans sa partie supérieure et d'intrusions magmatiques dans sa partie inferieure. L’origine du plateau de Kerguelen est intimement liée a l'histoire crétacée des continents adjacents. Les domaines nord et sud du plateau de Kerguelen représenteraient respectivement l'Islande et la marge Hatton Bank