La collision continentale

More documents

Recommendations

Info

15 30 60 90 120 σ1-σ3 (déviateur des contraintes) loi de Bayerlee (quartz) Croûte fragile Croûte ductile Manteau fragile (olivine) Manteau ductile (olivine) LVZ Z (profondeur) km Z (profondeur) km 15 30 0 350 Température (°C) 800 1200 Géotherme LVZ Profil rhéologique théorique et géotherme correspondant pour une lithosphère continentale simplifiée constituée essentiellement de quartz et olivine. Le comportement rhéologique dépend du géotherme, de la lithologieet de la vitesse de déformation 6. - Exemple de courbe rhéologique de la lithosphère continentale correspondant au géotherme représenté à côté partir de 15 km, la température atteint 350 °C, le quartz devient ductile. Les roches se déforment sans se casser, elles fluent comme des liquides visqueux. La valeur de (σ 1 - σ 3 )/2 décroît exponentiellement jusqu’à 30 km. La forme exponentielle de la loi prend en compte le géotherme et la vitesse de déformation qui est le paramètre le plus important dans la déformation ductile des roches, beaucoup plus que les contraintes. Pour fixer les idées, dans le domaine ductile, la vitesse de déformation est de l’ordre de 10 -15 à 10 -18 % s -1 . C’est très faible, mais si on calcule le nombre de secondes qu’il y a en 1 million d’années, on voit que finalement, la déformation n’est pas du tout négligeable puisqu’elle peut atteindre plusieurs centaines, voire milliers, de %. A 30 km de profondeur, on change de matériau, le minéral dominant est l’olivine, qui dans ces conditions de température (800 à 900 °C) a un comportement fragile de type Bayerlee. Vers 50 km, la température atteint 1 200 °C, l’olivine devient ductile et le manteau se déforme de façon continue jusqu’à la LVZ. Dans la réalité, les variations lithologiques à travers la croûte font que les profils rhéologiques peuvent prendre une forme en dents-de-scie (les anglo-saxons parlent de « l’arbre de Noël rhéologique »). Ces changements de comportements rhéologiques entre des domaines ductiles et cassants successifs permettent de comprendre pourquoi les zones de cisaillement se localisent le long de discontinuités crustales. La limite croûte-manteau ou MOHO consti- 742 Biologie Géologie n° 4-2004
tue la plus importante de ces discontinuités, mais il en existe d’autres comme l’interface entre les séries sédimentaires de la croûte supérieure et les roches métamorphiques de la croûte moyenne ou encore la limite entre la croûte moyenne hydratée et la croûte inférieure plus « sèche » déjà identifiée par les sismologues comme la discontinuité de Conrad. En Europe occidentale, l’importance de la discontinuité socle-couverture est encore accentuée par l’existence d’évaporites qui même à basse température peuvent se déformer ductilement. Les profils sismiques réalisés à travers les continents montrent l’existence dans la croûte inférieure de nombreux réflecteurs subhorizontaux. On parle de la croûte inférieure litée probablement constituée par des granulites comparables à celles que l’on peut observer dans la zone d’Ivrée des Alpes ou en enclaves dans les basaltes du Massif Central. Le litage de cette croûte inférieure est dû à des cristallisations orientées des minéraux métamorphiques pendant la déformation et aussi, en partie, à des concentrations de fluides comme l’ont montré des forages très profonds. Un exemple : la collision indienne et la formation de l’Himalaya Les preuves de la dérive de l’Inde Bien que l’existence de flores gondwaniennes (comme les fougères arborescentes du genre Glossopteris) en Inde ait depuis longtemps suggéré qu’au Carbonifère ce continent etait plus proche de l’Afrique et de l’Australie que de l’Asie, il est intéressant de remarquer que dans les schémas paléo-géographiques de Wegener, l’Inde reste solidaire de l’Asie. C’est en 1924 que le géologue suisse E. Argand proposa que la chaîne de l’Himalaya soit le résultat d’un rapprochement entre l’Inde et l’Asie. Les conceptions d’Argand ont joué un grand rôle dans l’évolution des idées sur le mobilisme continental, mais pour cet auteur, les déplacements restaient de l’ordre de quelques centaines de km. C’est à partir des années 70, que dans le cadre de la tectonique des plaques, les géologues et les géophysiciens ont pu démontrer que l’Inde s’était déplacée vers le nord de plusieurs milliers de km, environ 6 000 km (fig. 7). Les anomalies magnétiques de l’océan indien et les paléo-latitudes déterminées à partir des roches prélevées sur les continents (Inde, Tibet, Asie centrale) montrent que l’Inde s’est détachée du Gondwana au Crétacé supérieur, il y a environ 100 Ma lorsque l’océan Indien occidental s’est ouvert. Corrélativement, au nord de l’Inde, la convergence est absorbée par la subduction (ou fermeture) vers le nord de l’océan Téthysien sous le Tibet. La structure de l’Himalaya Le schéma structural et la coupe de la chaîne de l’Himalaya montrent les grands traits géologiques de cet orogène (fig. 8, 9). La suture de l’Indus-Zhang Bo correspond à ce qui reste de l’océan Téthys. On reconnaît des nappes ophiolitiques ainsi que des séries sédimentaires (turbidites, flysch à blocs, mélanges) correspondant à un prisme d’accrétion et aux sédiments syn-tectoniques formés lors de la fermeture de la Téthys. • Au nord de la suture, le plateau du Tibet est caractérisé par des séries de grès rouges continentaux et de laves calco-alcalines du Crétacé et quelques calcaires marins d’âge crétacé-éocène. Ces roches sont dans l’ensemble faiblement déformées par des plis droits à grand rayon de courbure, sans schistosité et sans métamorphisme associé. Il existe aussi de vastes plutons de granitoïdes calco-alcalins (granodiorite, diorite) formant le batholite trans-himalayen. Biologie Géologie n° 4-2004 743
Page 1 and 2: La collision continentale Michel FA
Page 3 and 4: schématique en lithosphère océan
Page 5 and 6: 40 30 Epaisseur de la croûte 20 en
Page 7: Déformation homogène Déformation
Page 11 and 12: 0 100 km MBT INDE Gange MCT 500 km
Page 13 and 14: Subduction océanique Prisme d'accr
Page 15 and 16: Les effets à grande distance de la
Page 17 and 18: Le cas des Alpes franco-italiennes
Page 19 and 20: quels se déposent des flyschs. Ain
Page 21 and 22: EUROPE APULIE Ligne Insubrienne sut
Page 23 and 24: 5 10 5 10 5 10 dage pouvaient se fo
Page 25 and 26: erosion erosion 19. - Modélisation
Page 27 and 28: Effets magmatiques L’épaississem
Page 29 and 30: MOHO Subsidence Apport sédimentair

La collision continentale

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?