Processus d’obduction : quelle ampleur, quelle durée, quelle (s) cause (s) ? Le cas de la branche nord de la Néotéthys en Anatolie et Petit Caucase (Turquie, Arménie)

The obduction process : how big, for how long, why ? The study of the northern branch of Neotethys in NE Anatolia and the Lesser Caucasus (Turkey, Armenia)

• Auteur / Autrice : Marc Hässig
• Direction : Marc Sosson, Yann Rolland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la terre
• Date : Soutenance le 24/06/2014
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Géoazur (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - Géoazur
• Jury : Président / Présidente : Carole Petit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Sosson, Yann Rolland, Carole Petit, Yves Lagabrielle, Roland Oberhänsli, Andrea Zanchi, Stéphane Guillot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Lagabrielle, Roland Oberhänsli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arménie

Turquie

Petit Caucase (monts)

Ophiolites

Mots clés libres

Obduction

Ophiolite

Petit Caucase

NE Anatolie

Néotéthys

Obduction

Ophiolite

Lesser Caucasus

NE Anatolia

Neotethys

Résumé

Dans de nombreuses chaînes de montagnes, on observe des témoins du processus d’obduction, correspondant au transport de la lithosphère océanique sur la croûte continentale. Le paradoxe intrinsèque de ce phénomène est celui-ci : des roches denses (ρ>3) se retrouvent au-dessus de roches moins denses (ρ≈2,7). Les processus à l’origine de cette bizarrerie tectonique sont encore mal compris. Les ophiolites du Petit Caucase et du NE de l’Anatolie correspondent à un exemple extrême de ce phénomène puisqu’on constate un transport de fragments de lithosphère océanique sur plusieurs centaines de kilomètres, à l’échelle de l’ensemble d’une bordure continentale (>1000 km) vers 90 Ma. En adoptant une stratégie pluridisciplinaire lors de l’étude de ces ophiolites, nous avons pu préciser l’évolution des premiers stades de la fermeture néotéthysienne et en conséquence l’obduction de ces dernières. Ces données suggèrent fortement une mise en place commune de l’ensemble de ces corps ophiolitiques de la région d’étude sous la forme d’une nappe, dont l’épaisseur actuelle est très réduite (quelques kilomètres tout au plus). Ceci en fait l’une des plus grandes nappes ophiolitiques obduites du globe. La modélisation numérique a validé l’hypothèse que la mise en place de cette nappe s’est faite grâce à des conditions thermiques particulières. Elle suggère que l’obduction d’ophiolites vieilles nécessite un état thermique de la lithosphère océanique proche de celui d’une lithosphère jeune (0-40 Ma).

Within many mountain ranges slivers of preserved oceanic lithosphere evidence tectonic processes responsible for their emplacement on top of the continental crust. The first order anomaly inherent to this phenomenon is that dense rocks (ρ>3) end up on top of less dense rocks (ρ≈2.7). The processes responsible for such a tectonic oddity remain uncertain. The ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolia are prime examples of this phenomenon, tectonic transport of fragments of oceanic lithosphere is evidenced on the entire continental marge (>1000 km) around 90 Ma. The multidisciplinary approach used throughout the study of the ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolian regions yielded clues specify the evolution of the Tethys and consequently the obduction of the ophiolites. This dataset strongly suggests common emplacement of the ophiolites of the study area, resembling a thrust sheet. This would be one of the biggest ophiolite nappe complexes in the world. Numerical modeling validates the hypothesis that emplacement of the ophiolitic nappe is due to particular thermal conditions. It suggests that in order to obduct old oceanic lithosphere obduction it needs to have a thermal state close to that of young oceanic lithosphere (0-40 km). Such a thermal rejuvenation is supposed for the ophiolites of the Caucasus s.l. evidenced by alkaline lavas emplaced on the ophiolite prior to the obduction event during the Late Cretaceous. Resulting seamounts and/or oceanic plateaus upon entery of the subduction zone under Eurasia would block it.