[tel-01060332] Processus d'obduction quelle ampleur quelle durée quelles causes ? Le cas de la branche nord de la Néotéthys en Anatolie et Petit Caucase Turquie Arménie

Within many mountain ranges slivers of preserved oceanic lithosphere evidence tectonic processes responsible for their emplacement on top of the continental crust The first order anomaly inherent to this phenomenon is that dense rocks ρ3 end up on top of less dense rocks ρ≈27 The processes responsible for such a tectonic oddity remain uncertain The ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolia are prime examples of this phenomenon tectonic transport of fragments of oceanic lithosphere is evidenced on the entire continental marge 1000 km around 90 Ma The multidisciplinary approach used throughout the study of the ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolian regions yielded clues specify the evolution of the Tethys and consequently the obduction of the ophiolites These results include - The existence of a continuous oceanic domain from East to West separating Eurasia to the North from the South Armenian Block-Taurude-Anatolide Platform to the South This ocean was subducting towards the North under the Eurasian margin - The creation of oceanic crust in a supra-subduction to back-arc setting through a slow ocean spreading process between Early Jurassic and Early Cretaceous times c 180~150 Ma - Nearly simultaneous obduction along the Izmir-Ankara-Erzinncan and Sevan-Akera suture zones of the ophiolites during Turonian-Coniacian-Santonian times 94~85 Ma - Directly under the ophiolites metamorphic units ophiolitic sole allow us to constrain the emplacement of the ophiolites - Volcanism in the South Armenian Block allows us to propose an unprecedented evolution of the tectonic structures between c 150~130 Ma This dataset strongly suggests common emplacement of the ophiolites of the study area resembling a thrust sheet This would be one of the biggest ophiolite nappe complexes in the world outcropping in a mountain range Numerical modeling validates the hypothesis that emplacement of the ophiolitic nappe is due to particular thermal conditions It suggests that in order to obduct old oceanic lithosphere obduction it needs to have a thermal state close to that of young oceanic lithosphere 0-40 km Such a thermal rejuvenation is supposed for the ophiolites of the Caucasus sl evidenced by alkaline lavas emplaced on the ophiolite prior to the obduction event during the Late Cretaceous Resulting seamounts and/or oceanic plateaus upon entery of the subduction zone under Eurasia would block it This is compatible with the observed gap in the volcanism along the Eurasian margin as well as the obduction event on the South Armenian Block-Taurude-Anatolide Platform and ArabiaDans de nombreuses chaînes de montagnes on observe des témoins du processus d'obduction correspondant au transport de la lithosphère océanique sur la croûte continentale Le paradoxe intrinsèque de ce phénomène est celui-ci des roches denses ρ3 se retrouvent au-dessus de roches moins denses ρ≈27 Les processus à l'origine de cette bizarrerie tectonique sont encore mal compris Les ophiolites du Petit Caucase et du NE de l'Anatolie correspondent à un exemple extrême de ce phénomène puisqu'on constate un transport de fragments de lithosphère océanique sur plusieurs centaines de kilomètres à l'échelle de l'ensemble d'une bordure continentale 1000 km vers 90 Ma En adoptant une stratégie pluridisciplinaire lors de l'étude de ces ophiolites nous avons pu préciser l'évolution des premiers stades de la fermeture néotéthysienne et en conséquence l'obduction de ces dernières tels que - L'existence d'un domaine océanique continu d'est en ouest en subduction sous l'Eurasie séparant l'Eurasie au nord de l'ensemble continental Sud-arménien-plateforme Taurides-Anatolides au sud - La genèse d'un domaine océanique dans un contexte de supra-subduction à arrière-arc par ouverture lente attribué à la formation de ces ophiolites entre le Jurassique inférieur et Crétacé inférieur c180~150 Ma - L'obduction quasi simultanée de ces ensembles ophiolitiques tout au long de la suture d'Izmir-Ankara-Erzincan et Sevan-Akera au Turonien-Coniacien-Santonien c 94~85 Ma - Un métamorphisme d'unités à la base de ces ophiolites la semelle ophiolitique permettant de contraindre leur dynamique de mise en place - Un volcanisme dans le bloc continental sud-arménien permettant de proposer une évolution des structures tectoniques inédites vers 160~130 Ma Ces données suggèrent fortement une mise en place commune de l'ensemble de ces corps ophiolitiques de la région d'étude sous la forme d'une nappe dont l'épaisseur actuelle est très réduite quelques kilomètres tout au plus Ceci en fait l'une des plus grandes nappes ophiolitiques obduites du globe à l'affleurement dans une chaîne de collision La modélisation numérique a validé l'hypothèse que la mise en place de cette nappe s'est faite grâce à des conditions thermiques particulières Elle suggère que l'obduction d'ophiolites vieilles nécessite un état thermique de la lithosphère océanique proche de celui d'une lithosphère jeune 0-40 Ma Un tel état thermique est suggéré pour les ophiolites du Caucase sl par la mise en place de laves alcalines sur l'ophiolite avant obduction sous forme de monts sous-marins et/ou de plateau océanique au Crétacé inférieur Ceux-ci bloquant la subduction sous l'Eurasie expliquent également la quiescence du volcanisme sur cette marge et le contexte de forçage tectonique de l'autre côté de l'océan conduisant à l'obduction simultanée sur le bloc continental arménien-anatolien et sur l'Arabie



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