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1 Ifremer, Centre de Brest, BP 70, 29280 Plouzané cedex, France. E-mail: jcsibuet{at}ifremer.fr, Frauke.Klingelhoefer{at}ifremer.fr
2 Institute of Geophysics, National Central University, 300 Jhongda Road, Jhongli City, Taoyuan County 32001, Taiwan. E-mail: hsu{at}ncu.edu.tw
3 Institute of Applied Geophysics, National Taiwan Ocean University, 2 Pei-Ning Road, Keelung 202, Taiwan. E-mail: leecs{at}mail.ntou.edu.tw
4 Collège de France, Chaire de Géodynamique, Europôle de l’Arbois, Bat. Le Trocadéro – Aile Sud, BP 80, 13545 Aix en Provence cedex 4, France.
Correspondence: * Auteur à contacter pour toute correspondance: Tel: (886) 3 422 7151-65613; Fax: (33) 4 42 50 74 01; jylin{at}ncu.edu.tw
La plupart des activités volcaniques observées dans le bassin arrière-arc d’Okinawa s’attachent à la subduction de la plaque des Philippines. Afin d’étudier les mécanismes liés à l’ouverture du bassin d’Okinawa, nous avons analysé les données provenant d’une campagne d’écoute passive de la sismicité et les données géophysiques existantes (données magnétiques et sismiques) en utilisant plusieurs méthodes.
Les estimations des profondeurs du toit et de la base du socle magnétique en utilisant les données des anomalies magnétiques ont été effectuées dans le bassin d’Okinawa. La croûte est amincie le long du méridien 123,3oE et est épaissie sous la région volcanique du « cross backarc volcanic trail » (CBVT). La ride de Gagua située le long du méridien 123oE sépare le bassin de Huatung et le bassin ouest-Philippin. Les lithosphères de chaque côté de cette structure sont d’âges différents. L’angle de la plaque Philippine plongeante est plus fort à l’Ouest qu’à l’Est suggérant la présence d’une déchirure du slab des Ryukyus alignée le long de 123,3oE.
De fin novembre à début décembre 2003, 15 OBSs ont été déployés dans le sud-ouest du bassin d’Okinawa. Plus de 3300 séismes ont été localisés, dont 20 enregistrés simultanément par les réseaux à terre. En analysant la répartition de 2823 séismes sélectionnés et relocalisés, quatre essaims de séismes ont été identifiés. La plupart des séismes se ré-partissent dans l’axe du bassin. La faille de Lishan, une structure géologique majeure à terre, se prolonge dans le bassin d’Okinawa jusqu’à 123,6oE. Au nord de l’extension de la faille de Lishan, peu de séismes sont enregistrés. En analysant les spectres de vitesse des ondes P, un groupe de séismes de basse fréquence a été identifié sous la chaîne de volcans CBVT, ce qui suggère une origine magmatique pour ces séismes.
En partant des nombreux séismes enregistrés par les réseaux terrestres et pendant cette campagne, deux inversions tomographiques ont été réalisées. (1) A l’extrémité ouest du slab des Ryukyus, une zone d’anomalie de faibles vitesses Vp, Vs et de fort rapport Vp/Vs, de 30 km d’épaisseur en forme de saucisse a été localisée sur le rebord du slab, à une profondeur variant de 20 à 125 km. Elle correspond à une zone de fusion partielle ou enrichie en eau provenant de la déshydratation du slab. Un chenal remonte de cette anomalie depuis une profondeur de 40 km en direction de l’île andé-sitique de Kueishantao, matérialisant l’alimentation magmatique de cette île. (2) Dans le bassin d’Okinawa, trois trajectoires magmatiques caractérisées par de faibles vitesses Vp, Vs et un fort rapport Vp/Vs ont été localisées vers 50 km de profondeur, au niveau de la déchirure du slab: le chenal principal remonte en direction de la chaîne volcanique transver-sale (CBVT) située à l’axe du bassin ; le deuxième chenal remonte en direction de l’arc des Ryukyus et s’arrête à une profondeur de 30 km sous l’île d’Iriomote ; le troisième chenal remonte parallèlement à la déchirure du slab. En outre, une remontée asthénosphérique en forme de langue se dirige vers l’axe du bassin. Nous suggérons que la déchirure de la plaque permet la remontée de composants exotiques et/ou d’une source thermique anormale en provenance du manteau située sous la plaque subduite, ce qui se traduit par une augmentation de l’activité volcanique dans la région.
Key Words: Bassin d’Okinawa • Failles normales • Plaque de la mer des Philippines • Déchirure du slab • Microsismicité • OBS • Socle magnétique
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