Rôle de la sédimentation syn-cynematique sur l'évolution d'une structure plissée à deux niveaux de décollements : apport de la modélisation analogique 3D sur le cas Incahuasi
Résumé
Plusieurs travaux de modélisation analogique permettent de discuter l'effet de la sédimentation sur les systèmes compressifs d'échelle crustale mais peu à l'échelle kilométrique (Nalpas et al., 1999; Barrier et al., 2002). Ces études montrent que la sédimentation et l'érosion syn-cinématiques impacte l'évolution des structures en domaine compressif. Notre étude repose sur les résultats de Pichot et Nalpas (2009) sur la chaîne sub-andine en Bolivie. Pour aller plus loin dans cette démarche, nous avons réalisé des modèles analogiques simulant les structures sub-andines à deux niveaux de décollement, imagés par tomographie à rayon X permettant d'observer en 4D l'évolution de ces structures. Plusieurs paramètres ont pu être testés : les variations spatiale et longitudinale des taux (i) de sédimentation et (ii) d'érosion, (iii) l'impact d'une sédimentation différentielle de part et d'autre d'une structure plissée, (iv) l'influence de la rhéologie sur le développement des structures. Ces expériences ont abouti aux observations suivantes : Un fort taux de sédimentation syn-cinématique provoque la verticalisation de la structure plissée supérieure (au dessus des niveaux de décollement). La partie profonde (entre les niveaux de décollement) est peu impactée. L'augmentation de l'érosion entraine la verticalisation de la partie profonde de la structure. Un taux de sédimentation élevé dans le "foreland" induit un basculement de la vergence puis un retro-chevauchement de la partie supérieure de la structure. Un taux de sédimentation plus élevé dans le "hinterland" favorise le développement d'un chevauchement de la partie supérieure vers le "foreland". Le profil rhéologique du modèle, et en particulier le ratio fragile/ductile ainsi que la cinématique de déformation contrôlent fortement le mode de développement des structures (plis, fish-tail, thrust). Ce travail discute des variations spatiales des paramètres "sédimentation" et "érosion" entraînant une asymétrie et une non-coaxialité des structures dans un contexte rhéologique de type sub-Andin. Nalpas, T., Györfi, I., Guillocheau, F., Lafont, F., Homewood, P., 1999. Influence de la charge sédimentaire sur le développement d'anticlinaux synsédimentaires. Modélisation analogique et exemples de terrain (Bordure sud du bassin de Jaca). Bull. Soc. Géol. Fr. 170 (5), 733-740. Barrier, L., Nalpas, T., Gapais, D., Proust, J.-N., Casas, A., Bourquin, S., 2002. Influence of syntectonic sedimentation on thrusts geometry. Field examples from the Iberian Chain (Spain) and analogue modeling. Sediment. Geol. 146, 91-104. Pichot T., Nalpas T., 2009. Influence of synkinematic sedimentation in a thrust system with two decollement levels; analogue modelling. Tectonophysics 473, 466-475.