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Thèse soutenue

Images sismiques par réflexions verticale et grand-angle de la croûte en contexte extensif : les Cyclades et le Fossé Nord-Egéen

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Auteur / Autrice : Alan Vigner
Direction : Alfred Hirn
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique interne
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Résumé

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Une image nouvelle de la croûte est apportée par les profils de sismique verticale à écoute longue qui montrent une croûte inférieure litée (LLC). Celle-ci est attribuée à une extension post-orogénique. Une telle extension s'est produite en Mer Egée (Grèce). Deux campagnes de sismique réflexion verticale et grand-angle dans les Cyclades et dans le Fossé Nord-Egéen ont eu pour objectif d'étudier les structures de la lithosphère supérieure dans un tel contexte d'extension. L'utilisation d'une source monobulle permet en même temps de mettre en évidence les réflecteurs profonds de la croûte par les deux techniques d'imageries, ce qui n'avait pas encore été réalisé en mer Egée. L'un des résultats majeurs de cette étude est que la sismique grand-angle montre toujours les deux réflexions profondes c'est à dire celle au toit de la croûte inférieure et celle au Moho. La sismique verticale, quant à elle, montre soit une bande réflective, soit un réflecteur profond ou bien aucune réflexion. L'absence dans certains endroits de réflecteurs profonds sur les profils de sismique verticale peut être expliqué par du bruit sismique généré par les multiples des couches superficielles lorsque celles-ci sont épaisses, ainsi que par les diffractions créées par les bordures des bassins sédimentaires. Dans le cas des Cyclades, l'utilisation conjointe des données de sis miques réflexions verticale et grand-angle a permis de mettre en évidence que le Moho était plat à une profondeur de l'ordre de 26 km sous l'archipel. Le toit de la croûte inférieure réflective par contre n'est pas plat et remonte du Nord au Sud. Cette remontée est en accord avec le gradient du degré de métamorphisme à l'affleurement mis en évidence dans cette région. La vitesse moyenne dans la croûte inférieure varie également entre le Nord et le Sud, respectivement 7km/s et 6. 6km/s. La remontée de la croûte inférieure réflective jusqu'en surface n'est pas observée dans la direction d'extension NE-SW. La part de l'extension syn-orogénique par rapport à l'extension post-orogénique est actuellement débattue, l'état initial de l'extension se faisant dans le contexte d'un prisme d'accrétion crustal. Dans le cas du Fossé Nord-Egéen, la source sismique utilisée permet d'identifier les couches sédimentaires et d'esquisser les différents épisodes d'extension qui se seraient produits avec des orientations différentes : syn-orogénique, post-orogénique, extension due à l'arrivée de la faille Nord-Anatolienne dans le domaine Egéen, extension récente. Les réflecteurs profonds sont observés sur une majeure partie des profils de sismique verticale. La modélisation conjointe des données de sismique verticale et grand-angle permet de mettre en évidence l'existence d'une remontée locale du toit de la croûte inférieure au Sud-ouest du bassin des Sporadeslimitée au Sud, à l'Ouest et au Nord. Ces résultats montrent qu'on ne peut pas expliquer l'extension du Fossé Nord-Egéen par des modèles 2D et dont la direction de l'extension seraitconsidérée comme constante en fonction du temps