Influence de l’héritage structural sur le rifting : exemple de la marge Ouest de La Sonde

Influence of pre-existing fabrics in the structures and Evolution of the Rifting : insights from the western margin of Sunda Plate

• Auteur / Autrice : Benjamin Sautter
• Direction : Manuel Pubellier, David Menier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 14/03/2017
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École normale supérieure (Paris ; 1985-....). Laboratoire de géologie
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Robin Lacassin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Manuel Pubellier, David Menier, Robin Lacassin, Dominique Frizon de Lamotte, Julia de Bernardy de Sigoyer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Frizon de Lamotte, Liviu Matenco

Mots clés

Mots clés libres

Rifting

Réactivation d'orogène

Bassins Crétacé/Tertiaire

Exhumation de Granite

Péninsule Malaise

Plaque de la Sonde

Rifting

Reactivation of Orogen

Cretaceous/Tertiary basins

Granite exhumation

Malay Peninsula

Sundaland

Résumé

Les bassins sédimentaires se développent souvent le long des zones internes d'anciennes chaînes orogéniques. Nous considérons dans ce projet la Péninsule Malaise (Marge Ouest de la Sonde) comme un haut crustal séparant deux régions de croûte continentale étirée ; les bassins d'Andaman/Malacca du côté occidental et les bassins thaïlandais/malais à l'est. Plusieurs stades de rifting ont été documentés grâce à une intense exploration géophysique régionale. Cependant, la corrélation entre les bassins riftés en mer et le noyau continental terrestre est mal connue. Dans ce mémoire, nous explorons par la cartographie, de missions de terrain et les données sismiques, comment ces structures réactivent des hétérogénéités mésozoïques crustales préexistantes. Le noyau continental semble être relativement peu déformé après l'orogénèse triasique Indosinienne. L’épais méga-horst crustal est bordé par des zones de cisaillement complexes (zones de failles de Ranong, Klong Marui et du Batholithe du Main Range) initiées au Crétacé Supérieur/Paléogène inférieur lors d’une déformation transpressive d’échelle crustale et plus tard réactivées à la fin du Paléogène. L'extension est localisée sur les bords de cette épine dorsale crustale le long d'une bande où la précédente déformation crétacée supérieure est bien exprimée. À l'ouest, le plateau continental est aminci en trois étapes principales qui correspondent à des blocs basculés d’échelle crustale bordés par de larges failles contre-régionales profondément enracinées (Bassin de Mergui). À l'est, des systèmes de rifts prononcés sont également présents, avec de grands blocs basculés (les bassins western Thai, de Songkhla et de Chumphon) qui pourraient représenter de grands boudins de croûte. Dans le domaine central, l'extension est limitée à de demi-grabens étroits isolés de direction N-S développés sur une croûte continentale épaisse, et contrôlés par failles normales pelliculaires, qui se développent souvent au contact entre les granitoïdes et l’encaissant. Les bords extérieurs des régions affectées par le boudinage crustal délimitent le bassin d'Andaman plus grand et profond à l'ouest et les bassins Malais et de Pattani à l'est. À une échelle régionale, les bassins riftés ressemblent à des structures en-échelon N-S le long de grandes bandes de cisaillement de NW-SE. Le rifting est accommodé par de larges failles normales à faible pendage (LANF : Low Angle Normal Faults) réactivant les morpho-structures de la croûte telles que de larges plis et batholithes mésozoïques. Les bassins profonds d'Andaman, Malais et de Pattani semblent situés sur une croûte à rhéologie plus faible qui pourrait être héritée des blocs continentaux dérivés du Gondwana (Birmanie, Sibumasu, et Indochine). L'ensemble des long bassins étroits au coeur de la région (bassins de Khien SA, de Krabi, et du Malacca) apparaissent avoir souffert de relativement peu d'extension. Ce travail montre que le cœur de l’orogène Crétacé supérieure est faiblement réactivé avec seulement quelques traces d’un étirement précoce par rapport aux bords qui sont sujets à un amincissement crustal en larges blocs basculés. A mesure que la déformation augmente, le rifting migre et se localise vers les zones externes et sa géométrie apparait plus « molle » suggérant un mécanisme influencé par la thermique. La coexistence de ces deux géométries au sein d’un même cycle de rifting fait de la marge Ouest de la sonde un cas d’étude édifiant.

Sedimentary basins often develop above internal zones of former orogenic belts. We hereafter consider the Malay Peninsula (Western Sunda) as a crustal high separating two regions of stretched continental crust; the Andaman/Malacca basins in the western side and the Thai/Malay basins in the east. Several stages of rifting have been documented thanks to extensive geophysical exploration. However, little is known on the correlation between offshore rifted basins and the onshore continental core. In this paper, we explore through mapping and seismic data, how these structures reactivate pre-existing Mesozoic basement heterogeneities. The continental core appears to be relatively undeformed after the Triassic Indosinian orogeny. The thick crustal mega-horst is bounded by complex shear zones (Ranong, Klong Marui and Main Range Batholith Fault Zones) inititiated during the Late Cretaceous/Early Paleogene during a thick-skin transpressional deformation and later reactivated in the Late Paleogene. The extension is localized on the sides of this crustal backbone along a strip where earlier Late Cretaceous deformation is well expressed. To the west, the continental shelf is underlain by three major crustal steps which correspond to wide crustal-scale tilted blocks bounded by deep rooted counter regional normal faults (Mergui Basin). To the east, some pronounced rift systems are also present, with large tilted blocks (Western Thai, Songkhla and Chumphon basins) which may reflect large crustal boudins. In the central domain, the extension is limited to isolated narrow N-S half grabens developed on a thick continental crust, controlled by shallow rooted normal faults, which develop often at the contact between granitoids and the host-rocks. The outer limits of the areas affected by the crustal boudinage mark the boundary toward the large and deeper Andaman basin in the west and the Malay and Pattani basins in the east. At a regional scale, the rifted basins resemble N-S en-echelon structures along large NW-SE shear bands. The rifting is accommodated by large low angle normal faults (LANF) running along crustal morphostructures such as broad folds and Mesozoic batholiths. The deep Andaman, Malay and Pattani basins seem to sit on weaker crust inherited from Gondwana-derived continental blocks (Burma, Sibumasu, and Indochina). The set of narrow elongated basins in the core of the Region (Khien Sa, Krabi, and Malacca basins) suffered from a relatively lesser extension. This work shows that the core of the late Cretaceous Orogeny is weakly reactivated during the subsequent rifting with only few evidences of stretching whereas its sides are thinned with large tilted blocks. The rifting migrates and localizes on the external regions and its geometry appears more ductile suggesting the influence of a thermal activity in the process. The coexistence of both geometries in a single rifting cycle makes the western margin of Sundaland an enlightening example.