Anisotropie, fusion partielle et déformation de la croûte continentale : étude expérimentale et observations de terrain

Anisotropy, partial melting and deformation of the continental crust : experimental study and field observations

• Auteur / Autrice : Julien Fauconnier
• Direction : Loïc Labrousse, Claudio Rosenberg, Laurent Jolivet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance le 22/09/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre de Paris (2009-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Schubnel, Florian Fusseis, Olivier Lacombe
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Denis Gapais, Neil Mancktelow

Mots clés

Mots clés contrôlés

Trøndelag (Région, Norvège)

Failles (géologie)

Croûte continentale

Mots clés libres

Déformation

Fusion partielle

Croûte continental

Griggs

Quartz

Biotite

Deformation

Griggs

Continental crust

Résumé

La localisation de la déformation est une caractéristique nécessaire de la tectonique. Pour localiser la déformation, une roche doit subir un affaiblissement. Le processus affaiblissant principal des roches est l'interconnexion de phases faibles. Dans le cas de la croûte continentale, les phases faibles étant le plus souvent responsables de la localisation sont les micas et les liquides silicatés résultant de la fusion partielle. Bien qu'il existe des études expérimentales sur la rhéologie des micas, il y a très peu d'études sur l'impact des micas sur la localisation dans les conditions de la croûte continentale inférieure. De même, les précédentes études expérimentales montrent l'effet de la fusion partielle sur la résistance des roches mais elles utilisent toutes un matériel de départ isotrope. Or la croûte subissant la fusion partielle dans les orogènes est susceptible d'être préalablement déformée et donc anisotrope. Dans le but d'apporter de nouvelles données sur le comportement mécanique et les microstructures de la croûte continentale anisotrope, ainsi que sur l'effet des micas sur la localisation de la déformation, cette thèse propose de réaliser une série d’expériences en presse de Griggs. Cette approche expérimentale est aussi couplée à un travail de terrain sur la zone de faille de Møre og Trøndelag (Norvège). Cette structure étant un zone de cisaillement d'échelle crustale dont la cinématique est partiellement synchrone de la fusion partielle, elle est adaptée à l'étude naturelle des relations entre fusion partielle et déformation.

Strain localization is a necessary feature of tectonic. To be able to localize deformation, rocks must undergo weakening. The main weakening process is weak phase interconnection. For continental crust, weak phases that are the most often responsible of strain localization are micas and melt. Although previous experimental studies exist about rheological properties of micas, none are about the effect of micas on the strain localization in the lower continental crust conditions. Previous experimental studies about the effect of partial melting were always done with isotropic starting material. But continental crust which undergo partial melting is very likely to be deformed before melting and therefore to be highly anisotropic. In the aim to bring new data about mechanical behavior and microstructures of anisotropic continental crust, as well as the effect of micas on strain localization, this thesis propose to conduct a series of experiments in a Griggs apparatus. This experimental approach is also coupled with field work on the Møre og Trøndelag Fault Zone (Norway). This crustal scale shear zone was partially synchronous with partial melting and therefore is well suited for studying relation ship between deformation and partial melting