3. Analyses terre-mer régionales

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1 3. Analyses terre-mer régionales A. Zoom sur la côte algérienne B. Zoom sur le bassin Ligure et ses bordures C. Evocation du Nord de la mer Tyrrhénienne 3A. Zooms sur la côte algérienne: morphologie 1

2 3A. Au sud: Vestiges d une paléo-subduction MDJ2003 MDJ2005 N M e r M é d i t e r r a n é e ALGER G R A N D E Dellys K A B Y L I E Jijel P E T I T E K A B Y L I E Collo Skikda Ténès Chenoua Tizi ouzou Bejaia Annaba Cheliff OMK et olistostromes Socle kabyle Couverture de Dorsale Dorsale calcaire Bouira Soummam Flyschs Substratum des flyschs Constantine Post-nappes Z. externes Nature possible du socle et limites Zones externes - internes Domzig et al.,

3 3A-2: Marge algérienne centrale: zone d Alger Carte de pentes Etude par Pierre Strzerzynski Un modèle à argumenter Yelles et al.,

4 3A-3. Est Algérie MARADJA2/SAMRA 2005 Djijelli Collo Skikda Annaba Bejaia Djidjelli 1856 M~7.5 double earthquake with tsunami 4

5 Annaba V Min. 0,6 mm/an onset 1 Myr Kherroubi et al., 2009 Interprétation: segments (plis-failles) inverses déversés vers le nord Larges recouvrements Formation de bassins perchés sur le dos des plis Failles normales au pied des reliefs hérités, de compensation ou gravitaires Edough 5

6 3A. Conclusions: Interprétation géodynamique: corrélation avec les étapes de construction de l Atlas 2 périodes de fort couplage Afrique Europe et d importants mouvements verticaux: - Lutétien supérieur - Pléistocène Périodes corrélées non pas à une collision mais au début et à la fin du développement des bassins méditerranéens Bracène et Frizon de Lamotte (2002) Un début de subduction? Dcc= 2.67 Dco= 2.9 Gradient pied de pente-co Sens de compensation de la topographie: Rouge: surcompensé Bleu: sous-compensé 6

7 3B. ZOOM 2: Zone Ligure Cinématique - Rifting entre 30 et 21 Ma, faible rotation - ~50 entre 21 Ma et 15 Ma -~35 entre 20 et 18 Ma: V ~3 (Corse) et ~6 (Sardaigne) cm/an Physio. lente rapide Sismique Paléomag. (années 80) Deino et al., 2001; Gattacceca et al., Rotation du bloc Corse Sardaigne: Modèles 7

8 Rotation du bloc Corse Sardaigne: Résultat récent par étude paléomagnétique et âges Ar/Ar en Sardaigne (Speranza et al., 2002) Cas du Bassin Ligure Anomalies magnétiques réduites au pôle - Tracé des limites océan zone de transition continent - Corrélations entre anomalies magnétiques positives et faciès sismiques caractéristiques du volcanisme reconnus sur les profils sismiques 8

9 Socle du bassin Ligure -Pas de ride axiale nette - Pentes reliées à la nature du substratum géologique - Elargissement des marges en Corse du sud et entre le Cap Corse et Gênes - Marge NO Corse découpée par des abrupts à regard ouest-sud-ouest - Socle profond, fortement subsident depuis la fin du rifting (7 à 8 km de sédiments du Miocène au Quaternaire) AFFLEUREMENTS: J-P. Réhault Campagnes MARCO (P. Guennoc), CYLICE (Guennoc-Sosson) 9

10 Géologie du domaine Ligure déduite des observations sismiques, magnétiques, en plongées, et des échantillons - Pas de centre d accrétion organisé, peu de basaltes alcalins produits -Zone dite de transition et domaine océanisé: manteau serpentinisé injecté localement de volcanisme calco-alcalin et alcalin, respectivement? -Marges essentiellement non volcaniques, sauf près des transformantes -Marges segmentées en connexion avec l héritage Hercynien et Alpin -Elargissement des marges en Corse du sud et entre le Cap Corse et Gênes -Mécanisme d ouverture: combinaison de cisaillements pur et simple BILAN - Bassin résultant essentiellement du recul de la subduction entre e 30 Ma et 16 Ma - Océanisation brève (-21( à -16 Ma), fond océanique atypique, ouverture probable par rotation de ~50 - Volcanisme «de subduction»: migration spatio-temporelle temporelle nette, émission sporadique - Volcanisme alcalin: localisé, peu abondant - Marge NO assez raide, influencée par l héritage - Marge Corse élargie aux extrémités en raison d un épaississement prérift (alpin) et de V faible au N et d une anomalie thermique au S - Ouverture du domaine à des taux modérés (de 1 à 3 cm/an du N au S) 10

11 3C. Evocation du Nord de la mer Tyrrhénienne 11

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13 Recul de la subduction: Apports de la tomographie et des datations Conséquences Vitesse rifting, drifting: 1 à 6 cm/an! Amincissement en «boudins»: causes? Largeur des marges: contrôle? (Taux-Rhéologie) «Pause» de 5 Ma (Ligure - Tyrrhénienne): Pourquoi? Faccenna et al., 2001 Migration par sauts Détachement progressif: 30 Ma: Alpes Ma: Afrique W-E 4. Réflexions sur le rollback Reconstitution du rollback Carminati et al.,

14 Age de la première extension (Jolivet & Faccenna, 2000) Compression et raccourcissement en surface SUBDUCTION Dans certaines conditions, extension en arrière SUD NORD Plongement de la lithosphère africaine dans l asthénosphère 14

15 Rollback et boudinage: rôle de la rhéologie? Des variations des taux de déformation? Doglioni, 1995 Gueguen et al., 1997 Quelques types d extension en contexte de subduction Sauts d extension en Méditerranée Occidentale Roll-back: Quelques conséquences mécaniques Géométrie des marges Jolivet et al., 1998 Traction basale sens de cisaillement Jolivet et al., 1998 Migration des dépôts-centres avant-arc et lien avec le déchirement du slab 15

16 Transmission des contraintes: Fort ou faible couplage mécanique -> Force très variable! -> Autres forces: - Force de poussée aux dorsales: 3x10 12 Nm -1 [Turcotte and Schubert, 1982] - Force exercée par les plus hauts plateaux (Tibet) de 8 ± 2 x10 12 Nm -1 [Gordon, 2000] 16