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Thèse Année : 2009

Active tectonic study in northeast Iran: contribution of the Kopeh Dagh and Binalud mountains to the accommodation of the Arabia-Eurasia convergence

Tectonique active du Nord-est de l'Iran et accommodation de la convergence entre l'Arabie et l'Eurasie: contribution des chaînes du Kopeh Dagh et du Binalud

Résumé

This study focuses on the Plio-Quaternary faulting in northeast Iran including the Kopeh Dagh and Allah Dagh-Binalud mountains. A combined approach of detailed geological mapping, morphotectonic and fault kinematic analyses, as well as radiometric (40Ar/39Ar) and in situ-produced exposure dating (36Cl and 10Be) allowed us to characterize the active tectonic configuration of the northeastern Arabia-Eurasia collision zone. Along the Kopeh Dagh fault systems, a total strike-slip rate of 9±2 mm/yr is estimated. This is resolved to northward and westward slip rates of ~8 and ~4 mm/yr, respectively, for the western Kopeh Dagh relative to Eurasia. This strike-slip deformation is partly (~25 per cent) transferred southward through the “new-defined” Meshkan transfer zone. At the southwestern and northeastern sides of the Binalud, slip rates of 3.6±1.2 and 1.6±0.1 mm/yr are estimated, respectively. Our geologically determined long-term slip rates for both strike-slip (~4 mm/yr) and reverse (~2.4 mm/yr) components of faulting account for about 5 mm/yr of total slip rate at both sides of the range. This is resolved to a northward motion rate of ~4.5 mm/yr, and a rate of ~2 mm/yr for the westward motion of Central Iran relative to the eastern Kopeh Dagh. Quaternary stress analyses indicates that the different fault motions, from pure dip-slip to pure strike-slip, are only due to the fault orientations with respect to the far-field stress pattern, not due to partitioning. Altogether, these new data allow proposing a new tectonic configuration in which central Iran and the western Kopeh Dagh are translated northwestward relative to Eurasia due to intracontinental strike-slip faulting localized on distinct fault systems with unlike slip rates.
Ce travail de thèse a été effectué afin de comprendre les processus de déformation active dans le NE de l'Iran, constitué des chaines de montagnes du Kopeh Dagh et du Binalud. Cet objectif a été poursuivi en combinant plusieurs approches : géologie structurale et tectonique, morpho-tectonique, géomorphologie quantitative et plusieurs méthodes de datation (datation radiométrique par 40Ar/39Ar et nucléides cosmogéniques produits in situ). Ce travail porte sur trois secteurs clefs du NE de l'Iran : le Kopeh Dagh, le Binalud et la Zone de Transfert de Meshkan. Cette étude a permis d'établir les premières estimations de vitesse sur l'ensemble du système de failles dans le Kopeh Dagh. La vitesse de déplacement horizontal dextre sur l'ensemble du système est de 9±2 mm/an. Cette vitesse peut être décomposée en deux vecteurs de déplacement du Kopeh Dagh Occidental par rapport à l'Eurasie stable, de l'ordre de 8 mm/an et 4 mm/an, vers le Nord et l'Ouest, respectivement. De l'ordre de 25% de la déformation décrochante du Kopeh Dagh est transférée vers le Sud, vers le Binalud, grâce à une série de structures tectoniques définissant un domaine de déformation complexe: la Zone de Transfert de Meshkan. Sur les deux versants du Massif du Binalud, nous avons déterminé des vitesses de déplacements horizontaux de 3.6±1.2 mm/an et 1.6±0.1 mm/an, le long de zones de failles affectant les versants méridionaux et septentrionaux du Massif, respectivement. Ces vitesses permettent de calculer un taux de déplacement dextre long-terme et total d'environ 5 mm/an. Il correspond à un mouvement vers le Nord d'environ 4.5 mm/an et un mouvement vers l'Ouest de l'ordre de 2 mm/an, de l'Iran Central, à l'Ouest, par rapport au Kopeh Dagh Oriental, à l'Est. Les analyses cinématiques réalisées pendant ce travail indiquent que la convergence est accommodée par des décrochements et des chevauchements le long de structures d'orientations différentes. Cet assemblage structural est impliqué dans un champ de contraintes actuel mécaniquement compatible et homogène. L'homogénéité des états de contraintes déterminés n'est pas en faveur d'un partitionnement complet entre les failles décrochantes / inverses. Les différents types de mouvements observés sur les failles ne résultent que de l'orientation des failles par rapport au champ de contraintes à l'échelle régionale. L'ensemble de ces observations permettent de proposer un modèle tectonique cohérant qui explique la cinématique et la déformation active du NE de l'Iran.
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Dates et versions

tel-00433264 , version 1 (18-11-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00433264 , version 1

Citer

Esmaeil Shabanian. Active tectonic study in northeast Iran: contribution of the Kopeh Dagh and Binalud mountains to the accommodation of the Arabia-Eurasia convergence. Tectonics. Université Paul Cézanne - Aix-Marseille III, 2009. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00433264⟩
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