Doctorat structure et évolution de la terre et des autres planètes

Université Paris-Sud, FRANCE et Université de Padova, ITALIE

Ecole doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux, Géosciences

Sujet : L’évolution tectono-thermale du bassin d’avant pays et de la chaine Sud Patagoniennes, et ça relation avec la mise en place des minéralisation (entre 44° et 47° Sud).

Directeur de thèse : Cécile GAUTHERON (France) et Massimiliano ZATTIN (Italie)

Unité de recherche : GEOPS - Géosciences de Paris Sud UMR 8148 - Orsay
Intitulé de l’équipe : Relief, Bassin et Ressources

Approches utilisées : Thermo-chronologie ((U-Th)/He et TF), Datation d’oxyde ((U-Th)/He), Etude Structurale, Datation de Calcite (U-Pb)

Résumé :

Les corrélations entre la géodynamique des plaques (e.g., angle du plan de subduction) et l’évolution de la surface (création de topographie, propagation de la déformation) est une question importante en Science de la Terre. Par exemple, la formation de l’orogénèse Andine depuis le Mésozoïque est fortement contrôlée par les changements de l’angle du plan de subduction et ainsi la propagation de la déformation au basin d’avant pays est assez différente le long de la Cordillère Andine. Le relief de la Cordillère actuelle est lié à une phase de déformation qui a commencé pendant l’Éocène alors que la propagation de la déformation aux bassins d’avant pays date du Mio-Pliocène. Il a été montré que les changements de l’angle de la plaque subduite, incluant une phase de subduction plate, à fortement influencé la construction de relief au nord Pérou (e.g., Margirier et al., 2015). Plus au sud, le long de la bordure nord-chilienne et Argentine, le développement de la Cordillère en termes de raccourcissement et de création de relief est couplé avec la propagation de la déformation dans le domaine sub-Andin et le bassin d’avant-pays. Cependant, dans les Andes Patagoniennes, des études couplant les aspects structuraux et la thermochronologie de basse température montrent que la déformation dans le bassin d’avant-pays est découplée de la déformation dans la chaine et cela résulterait d’une variation de l’angle du plan de subduction depuis le Miocène (Savignano et al., 2017). Encore plus au sud, le point triple Chilien (PTC) incluant un segment de dorsale entre en subduction et a migré vers le nord de 54 à 46°S depuis 14 Ma (Guillaume et al., 2009). La migration de la dorsale a fait remonter une fenêtre de manteau atmosphérique sous la Patagonie, créant une perturbation de la convection mantellique globale et un soulèvement associé à la topographie dynamique (Braun, 2010). Ainsi la propagation de la déformation lors du raccourcissement se comporte différemment à des autres segments typiques du système Sub-Andin
La région étudiée pendant la thèse est focalisée dans la partie sud-centrale du bassin d’avant-pays Argentin, où se situe les gisements les plus importants de pétrole et de nombreux gisements miniers. D’un point de vue géomorphologique, le bassin d’avant-pays est caractérisé par une grande dépression (bassin sédimentaire Patagonien central), qui est bordée par des surfaces plates ou des successions de roches mésozoïques et cénozoïques sont exposées. Dans cette zone, il est possible de reconnaître plusieurs phases tectoniques, avec la dernière étant associée à la compression Andine post-oligocène (Giacosa et al., 2010). Le premier objectif de ce travail de thèse sera de caractériser les phases tectoniques et géomorphologiques, le calendrier de la mise en place des minéralisations ; ainsi que ses éventuelles relations avec l’angle de subduction et l’arrivée de la fenêtre asthénosphérique. Le candidat utilisera différentes approches pour résoudre ces problèmes incluant de la géologie structurale, de la thermochronologie basse température et la datation des minéralisations à l’aide du chronomètre (U-Th)/He sur oxydes de fer (Shuster et al., 2005 ; Balout et al., 2017) basés sur deux campagnes d’échantillonnages. Les résultats seront finalement comparés avec les données de la littérature des secteurs plus au nord caractérisés par un plan de subduction plat, où de nombreuses données thermochronologiques ont été produites les dernières années. L’existence d’une forte corrélation des processus de surface avec l’évolution géodynamique profonds sera alors discutée et comparée avec d’autres secteurs.