Modélisation numérique de la tectonique birimienne

Numerical Modelling of Birimian Terranes Tectonics

• Auteur / Autrice : Bakary Mamadou Coulibaly
• Direction : Nicolas Coltice, Guillaume Duclaux
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Doctorat sciences de l'environnement
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire GEOAZUR

Mots clés

Mots clés libres

Tectonique

Modélisation numérique

Paléoprotérozoique

Afrique de l'Ouest

Géodynamique

Craton

Tectonics

Numerical modelling

Paleoproterozoic

West Africa

Geodynamics

Craton

Résumé

Le projet doctoral NuMBiTT fait partie de la quatrième phase du programme West African Exploration Initiative (WAXI 4). Cette initiative d'exploration ouest-africaine est un ambitieux programme de recherche et de formation basé sur la coopération entre la les principaux acteurs du secteur minier ouest-africain : instituts de recherche, services géologiques, gouvernements et industrie minière. Elle se concentre sur le potentiel minéral du craton ouest-africain. La philosophie principale de ce programme sera de caractériser et d'évaluer le rôle de l'architecture lithosphérique et crustale sur le développement des systèmes minéraux à travers le temps en se basant sur des études géologiques, géophysiques et géochimiques à travers l'Afrique de l'Ouest. L'objectif principal du projet NuMBiTT est d'améliorer notre compréhension de la formation et de la stabilisation des terranes birimiens en Afrique de l'Ouest au cours de l'ère paléoprotérozoïque. Les terranes birimiens abritent de vastes gisements de minéraux, mais leur géodynamique et l'origine du style tectonique associé à la stabilisation de ces régions restent insaisissables. Des scénarios géodynamiques conceptuels ont été proposés et publiés au fil des ans pour expliquer la géologie de surface et la géophysique complexes observées dans ces terranes. Pourtant, ils n'ont pas encore été testés dans un cadre physique solide. Nous prévoyons ici de concevoir et de tester une série de scénarios pour l'évolution des terranes birimiens à l'aide de modèles numériques 3D et open-source à haute résolution de processus thermomécaniques et de surface.Le calcul des modèles tectoniques à long terme sera effectué sur l'infrastructure HPC du Centre Pawsey en Australie occidentale. La validation des scénarios se fera par une comparaison étroite entre les modèles de déformation et l'évolution thermobarométrique prévus par les modèles et les enregistrements géologiques et géophysiques. Ces modèles numériques 3D à haute résolution nous aideront à quantifier et à mieux comprendre la physique sous-jacente contrôlant les processus tectoniques qui ont façonné ces terranes. Ce projet doctoral a le potentiel de fournir des contraintes fondamentales sur l'architecture de la lithosphère ouest-africaine et d'offrir un cadre solide pour comprendre la formation et la préservation des systèmes minéraux associés à ces terranes birimiens particuliers, mais aussi dans des systèmes plus anciens et plus jeunes. Le candidat au doctorat sera co-supervisé par le Dr Guillaume Duclaux (UCA) et Nicolas Thébaud (UWA) et sera profondément intégré dans le réseau international de chercheurs et de partenaires industriels du WAXI4, ce qui lui offrira d'excellentes opportunités pour son avenir.

The NuMBiTT doctoral project is part of the fourth stage of the West African Exploration Initiative program (WAXI 4). The West African Exploration Initiative is an ambitious research and training program based on cooperation between most of the major stakeholders in the West African minerals sector: research institutions, geological surveys, governments, and the minerals industry. It is focused on the mineral potential of the West African Craton. The key overarching philosophy of this program will be to characterise and evaluate the role of both the lithospheric and crustal architecture on the development of mineral systems through time based on geological, geophysical, and geochemical studies across West Africa. The NuMBiTT project primary objective is to improve our understanding of Birimian terranes formation and stabilisation in West Africa during the Paleoproterozoic era ca. 2 billion years ago. Birimian terranes host extensive mineral deposits, but their geodynamics and the tectonic style associated with the stabilisation of these regions remain elusive. Conceptual geodynamic scenarios have been proposed and published over the years to explain the complex surface geology and geophysics observed in these terranes. Yet, they remain untested in a sound physical framework. Here we plan to design and test a series of scenarios for the evolution of Birimian terranes using open-source high-resolution 3D thermo-mechanical and surface processes numerical models. Computation of long-term tectonic models will be carried on HPC infrastructure at the Pawsey Centre in Western Australia. Validation of the scenarios will be achieved through a close comparison between the models predicted deformation patterns against the geological and geophysical records. These high-resolution 3D numerical models will help us quantify and better understand the underlying physics controlling tectonic processes that shaped these terranes. This doctoral project has the potential to provide fundamental constraints on the West African lithosphere architecture and offer a solid framework for understanding the formation and preservation of mineral systems associated with these peculiar Birimian terranes, but also in younger systems. The PhD candidate will be deeply embedded in the international WAXI4 researchers and industrial partners network, providing him with excellent opportunities for his future.