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OSUG - Terre Univers Environnement

Tectonique et processus d’exhumation récente des Cordillera Blanca et Negra - Audrey MARGIRIER

1er juillet 2013 ( dernière mise à jour : 30 août 2016 )


Sujet de la thèse : Tectonique et processus d’exhumation récente (1 - 8 Ma) des Cordillera Blanca et Negra, Pérou Central : Apports de la thermochronologie basse température et des isotopes cosmogéniques

Encadrants : Laurence Audin, Xavier Robert

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Résumé

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Figure 1 : Carte du Pérou Central [McNulty et al., 1998]. La Cordillera Blanca est représentée en gris foncé, la zone de faille de la Cordillera blanca est représentée par le trait noir

Les Andes péruviennes sont l’exemple classique d’un orogène de subduction océanique. De nombreuses problématiques de premier ordre sont débattues à l’heure actuelle. Parmi ces questions, le rôle et la nature de l’épaississement crustal (magmatique ou tectonique) ainsi que les interactions entre le processus de subduction et les soulèvements tectoniques observés le long de la Cordillère de la côte reste à contraindre. Parmi les plus importants des reliefs andins, les Cordillères Blanca (6768 m) et Negra (5181 m) s’alignent de part et d’autre de la vallée du Rio Santa dans une direction NW-SE le long de la côte Pacifique au Pérou Central (Figure 1). Le pluton granitique de la Cordillera Blanca s’est mis en place à 8,2 Ma (NcNulty et al., 1998), c’est un des plus jeunes complexe plutonique du monde. Il présente sur son flanc ouest un système majeur de failles normales continu sur plus de 200 km et présentant un rejet vertical de 4500 m depuis 5 Ma (Bonnot, 1984). L’exhumation de cette cordillère semble être associée à la mise en place du pluton (Montario, 2001) mais son origine reste incomprise. De plus, la mise en place du pluton et l’activité volcanique actuelle localisée à l’aplomb d’une géométrie de subduction plane reste anormale. Contrastant avec la Cordillère Blanche, la cordillère Noire est une chaine plus ancienne (Noble et al., 1999) qui reste complétement inexplorée. Son évolution en termes d’exhumation n’a jamais été étudiée.

Ce contexte géodynamique fait de cette région une cible privilégiée pour l’étude des processus tectoniques accompagnant l’exhumation. Plus particulièrement, la mise en place du relief dans la chaîne de montagne nécessite d’être abordée avec les questions suivantes :
- Quelle sont les histoires d’exhumation respectives des deux cordillères ?
- Quelle est la relation entre ces exhumations différentielles, les processus d’exhumation et l’évolution morphostructurale des Cordillères Blanche et Noire dans le cadre géodynamique de la subduction ?
- Quel est l’impact de ces mécanismes dans l’évolution globale de la chaîne des Andes ?

Pour contraindre l’histoire de l’emplacement de ces deux massifs, de leur exhumation, des mécanismes d’érosion associés et de leur évolution structurale dans le cadre de l’édification de la chaîne des Andes. Je propose de contraindre l’évolution à court terme (103-105 ans) et à long terme (105-107 ans) des deux unités. Des études de SIG associées à de la cartographie structurale et des datations nucléides cosmogéniques (TCN) permettront de déterminer les taux d’érosion ainsi que l’activité et l’extension spatiale du système de failles normales. Une étude thermochronologique de basse température (traces de fission sur apatites, (U-Th)/He sur apatites et optically stimulated luminescence) sera couplée à ce travail. Les données obtenues seront intégrées aux modèles numériques (Pecube) (Braun, 2003) afin de quantifier l’exhumation au travers des deux cordillères ainsi que l’évolution de leur relief.







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