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Theses Year : 2012

Structural and paleomagnetic study of the fold and thrust belt curvatures for the Nice and Castellane arcs and the North East of Taiwan

Etude structurale et paléomagnétique de la courbure des systèmes plissés et chevauchants des arcs de Nice, de Castellane et du Nord-Est de Taiwan

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Lionel Sonnette
  • Function : Author
  • PersonId : 930399

Abstract

Numerous mountain belts across the world are curved. The western Alps are one of the most emblematic examples. A main question is the contribution of the inherited structures to the curvature of orogens and foreland thrust belts. The determination of potential vertical axis rotations is a major goal in order to restore the initial geological context and to understand the development of such structure. I carried out several paleomagnetic studies together with Anisotropy of Magnetic susceptibility analyses (which could give us the shortening direction prior to the folding stage), and also a paleostress and a structural study of the Nice arc, the Castellane arc (south-western Alps) and the north-east Taiwan fold and thrust belt. For These area the inherited structural framework and the geodynamical context are well constrained. From my results, three main conclusions can be drawn: (1) the curvature of the Castellane arc is related to large rotations of 60° anticlockwise rotation of its eastern branch during Oligocene; (2) the curvature of the Nice arc is inherited from the Mesozoic structural network ; (3) the curvature of the North-East Taiwan is due to the southward motion of the Ryukyu arc on the last 6.5 Ma generating increasing clockwise rotations from 20° at the South-West to 40° at the North-East. More specifically, I highlight a simple clockwise rotation of the Nice region directly related to an unique ~N-S compression rather than to the successive E-W and N-S compressions, of Oligocene and Miocene age respectively. The Oligo-Miocene sedimentary formations of Taiwan, in the Taipei arc and the Hengchun Peninsula, recorded a 50-60° anticlockwise rotation certainly related to the subduction-collision transition. The Castellane arc, the Taipei arc and the Hengchun Peninsula show important remagnetization. These remagnetizations can be related to sedimentary and/or tectonic burying. Finally, an analysis of the geodetic data versus the paleomagnetic data in Taiwan points out the consistency of the deformation over the last 6.5 Ma.
De nombreuses chaînes de montagnes présentent une forme courbe en carte. Les Alpes en sont l'un des exemples le plus caractéristique. La question majeure analysée dans ce travail concerne l'origine de ces courbures, à l'échelle des orogènes et des chaînes d'avant-pays : les courbures sont-elles héritées ou acquises durant la déformation ? La détermination de rotations à axe vertical au sein d'une structure arquée est primordiale pour restaurer l'état initial et comprendre l'évolution géologique qui aboutit à la mise en place de telles structures. J'ai réalisé plusieurs études paléomagnétiques couplées à des études de l'Anisotropie de Susceptibilité Magnétique (laquelle peut fournir les directions de raccourcissement antérieures au plissement), ainsi que des analyses structurales et des paléocontraintes des arcs de Nice, de Castellane (Alpes Occidentales) et du NE de Taiwan. Dans ces trois cas, l'héritage structural et le contexte géodynamique sont bien définis. Mes résultats aboutissent aux conclusions suivantes : (1) la courbure de l'arc de Castellane est associée à des rotations oligocènes de ~60° antihoraire de sa branche orientale ; (2) la courbure de l'arc de Nice moule les structures mésozoïques, elle est héritée ; (3) la courbure du Nord-Est de Taiwan résulte du déplacement vers le sud de l'arc des Ryukyu engendrant des rotations horaires croissantes de 20° à son extrémité Sud, à 40° à son extrémité Nord. Je suggère aussi l'existence d'une rotation horaire de la région de Nice à Menton qui précise la mise en place de l'arc de Nice dans un régime compressif unique N-S perdurant de l'Oligocène au Miocène et non en deux phases (une compression oligocène de direction E-O et une compression N-S Miocène) comme proposé dans les travaux précédents. Les formations sédimentaires oligo-miocènes de Taiwan ont enregistré une rotation antihoraire importante certainement relative à la déformation dans la zone de transition subduction-collision. L'arc de Castellane, l'arc de Taipei et la péninsule de Hengchun présentent d'importantes réaimantation. Ces réaimantations peuvent être le résultat d'un enfouissement sédimentaire et/ou tectonique. Enfin la comparaison des analyses géodétique et paléomagnétique à Taiwan révèle une cohérence suffisante permettant de relier la déformation actuelle à celles des derniers millions d'années.
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tel-00734306 , version 1 (21-09-2012)

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  • HAL Id : tel-00734306 , version 1

Cite

Lionel Sonnette. Etude structurale et paléomagnétique de la courbure des systèmes plissés et chevauchants des arcs de Nice, de Castellane et du Nord-Est de Taiwan. Tectonique. Université Nice Sophia Antipolis, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00734306⟩
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