Bulletin de la Societe Geologique de France; May 2008; v. 179; no. 3;
p. 297-314; DOI: 10.2113/gssgfbull.179.3.297
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Interactions tectonique-érosion-sédimentation dans un avant-pays de chaîne. Modèles analogiques et comparaison aux Alpes
Cécile Bonnet1,
Jacques Malavieille2 and
Jon Mosar1
1 Department of Geosciences – Earth Sciences, University of Fribourg, Chemin du Musée 6, 1700 Fribourg, Switzerland. cecile.bonnet{at}unifr.ch ; jon.mosar{at}unifr.ch
2 Geosciences Montpellier, Université Montpellier II, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 5, France. jacques.malavieille{at}gm.univ-montp2.fr
L’équilibre mécanique d’un prisme orogénique dépend des interactions entre les processus tectoniques et les processus de surface. Afin de mieux contraindre l’influence de l’érosion et de la sédimentation sur l’évolution d’un orogène, nous avons réalisé une série de modèles analogiques de prismes d’accrétion, au cours desquels les taux d’érosion et de sédimentation varient. Les conditions initiales géométriques et cinématiques de la modélisation tiennent compte de l’hétérogénéité rhéologique liée à l’héritage structural, sédimentologique ou mécanique et rencontrée dans la plupart des avants-pays de chaînes. Deux mécanismes tectoniques principaux agissent dans le prisme, l’accrétion frontale et le sous-placage. L’érosion et la sédimentation conditionnent en interaction les transferts de matière. Le développement de chevauchements en séquence au front implique également les dépôts syntectoniques du bassin d’avant-pays. Simultanément, l’accrétion par sous-placage se manifeste essentiellement par des mouvements verticaux et la formation de duplex accommodant le raccourcissement dans les domaines plus internes du prisme. Les variations du ratio érosion/sédimentation influent fortement sur la structure tectonique des modèles, la cinématique, les transferts de matière et l’exhumation au sein du prisme. Les implications structurales sont nombreuses. Par exemple, au cours de l’évolution d’une chaîne, des unités structurales entières sont érodées et peuvent disparaître hors de l’enregistrement sédimentaire, conduisant à d’importantes sous-estimations des taux de raccourcissement lors de la restauration de coupes tectoniques. Des particules situées dans des unités tectoniques différentes suivent des trajectoires d’enfouissement et d’exhumation complexes, directement contrôlées par ces interactions tectonique – processus de surface. La comparaison entre les modèles et trois coupes tectoniques dans l’avant-pays Alpin met en valeur le rôle de l’érosion et de la sédimentation sur la dynamique du front de l’orogène et le développement du bassin molassique. Une partie des changements structuraux observés le long de l’axe de la chaîne, pourrait correspondre à une réponse tectonique différente liée aux variations dans les processus de surface.
Key Words: Modélisation analogique • Prisme orogénique alpin • Processus de surface • Trajectoires de matière • Soulèvement/Exhumation
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