Tectonic evolution of Tian Shan and Kunlun Shan belts constrained by magnetostratigraphic and thermochronologic analyses
L'évolution tectonique des chaines du Tian Shan et Kunlun Shan occidentale contrainte par analyses magnéto-stratigraphiques et thermochonologiques
Résumé
In conclusion, this worl enabled to show that erosion of the Paleo-Tian Shan initiated in the Middle Triassic results in the general peneplanation of the Mesozoic Tian Shan dominated by a wide drainage system and long-lasting tectonic quiescence. The northern piedmont of the Tian Shan was characterized by a post-extensional thermally subsiding basin without much tectonic activity, and the southern piedmont also experienced a general flattening of topography. During the Early Jurassic, Early Cretaceous and Late Cretaceous, three identified minor tectonic inversions and adjustments of basin-range pattern in the Tian Shan, may potentially correspond respectively to the accretions of Cimmerian, Lhasa, and Kohistan-Dras in the southern margin of the Eurasian plate.
Detrital zircon U-Pb and apatite fission-track data indicate an initial late Cretaceous – Early Tertiary basin reorganization and coeval renewed erosion along the southern Tian Shan piedmont. We interpreted this late Cretacesou to Paleogene activity in STS as the initial response of the distant effects of India-Eurasia collision as previously argued.
During the Late Cenozoic, the major reactivation of the Tian Shan initiated around the Late Oligocene-Early Miocene times. This is evidenced mainly from the detrital zircon U-Pb geochronology in the northern piedmont of the Tian Shan, the apatite fission-track data suggesting a possible activation of the Talas Fergana Fault between 18 and 16 Ma, the major Oligocene depositional hiatus and conspicuous increase in accumulation rates at ~ 18.5 Ma revealed by the magnetostratigraphic results in the southern piedmont of the Tian Shan. Cenozoic uplift of the Tian Shan propagated northwards and evolved from local to regional effects during the late Cretaceous to Miocene times. This is also consistent with the northward propagation of far-field effects of the Indo-Asia collision. However, there is still plenty of unresolved related important scientific issues. Further research ought to be carried out in the northern piedmont of the Tian Shan in terms of low temperature thermochronology, especially for the Cenozoic series that are still constrained poorly in that aspect although they are already fairly well dated using magnetostratigraphy. This would enable to gain more insights on the exhumation history of NTS during the Early Cenozoic period. Along the southern Tian Shan piedmont it would be important to extend to the West and East correlative studies within the similar lithostratigraphic units by using similar geochronological approaches. This would provide opportunities to explore possible lateral propagation of the crustal shortening along the Tian Shan and understand further potential difference in tectonic deformation between the ETS and WST, across the Talas Ferghana Fault to the East, towards the Pamir salient to the West
En conclusion, ce travail à permis de montrer que l'érosion du paléo- Tian Shan commencée au Trias moyen s‟est traduite par le pénéplanation générale au Mésozoïque du Tian Shan qui était dominé par un système de drainage large pendant une longue période de quiescence tectonique. Le piémont nord du Tian Shan était caractérisé par un bassin en subsidence thermique post- extensive avec peu d'activité tectonique, et le piémont sud a également connu un aplanissement général de la topographie. Au cours du début du Jurassique, du Crétacé inférieur et du Crétacé supérieur, trois inversions tectoniques mineures sont identifiées avec des ajustements du bassin d‟avant-pays du Tian Shan. Ces inversions peuvent correspondre respectivement à l‟accrétion des terrains Cimmérien, de Lhassa, et du Kohistan - Dras à la limite sud de la plaque eurasienne. Les données U-Pb sur zircons détritiques et les données traces de fission sur apatite indiquent une première réorganisation du bassin à la fin du Crétacé - début du tertiaire, contemporaine d‟une réactivation de l‟érosion le long du piémont sud du Tian Shan. Nous avons interprété cette réactivation fin Crétacé – début Paléogène du Tian Shan sud à la réponse initiale des effets lointains de la collision Inde - Eurasie.
Pendant le reste du Cénozoïque, la principale réactivation du Tian Shan est initiée fin Oligocène – début Miocène. Cela est attesté dans le piémont nord du Tian Shan par nos données U-Pb sur zircons détritiques et dans le piémont sud du Tian Shan par les données traces de fission sur apatite suggérant des chevauchements entre 18 et 16 Ma, par les résultats magnétostratigraphiques révélant une importante lacune de sédimentation oligocène ainsi que l‟augmentation des taux d‟accumulation à ~ 18,5 Ma.
Cependant, il y reste encore beaucoup de questions scientifiques importantes connexes non résolues. Des recherches complémentaires doivent être menées dans le piémont nord du Tian Shan, en particulier pour les série Cénozoïques qui sont encore peu contraintes en termes de thérmochronologie bien qu‟elles soient déjà assez bien datés par magnétostratigraphie. Cela permettrait d‟obtenir plus de connaissances sur l'histoire encore mal connue de l'exhumation du Tian Shan nord au cours du début du Cénozoïque. Le long de la marge sud Tian Shan il serait important d'étendre à l'Ouest et à l'Est des études corrélatives au sein des unités stratigraphiques semblables en utilisant des approches géochronologiques similaires. Cela donnerait l'occasion d'explorer les possibles propagations latérales du raccourcissement crustal le long de la chaine du Tian Shan et de mieux comprendre les différences potentielles entre la déformation tectonique du Tian Shan oriental avec le Tian Shan occidental, de part et d‟autre de la faille de Talas Ferghana vers l‟Est et les interaction avec l‟activation du saillant du Pamir vers l'Ouest.
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