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Mise en évidence du fonctionnement des marges passives

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Objectifs

Comprendre la mise en place d’un océan.
Utiliser les sédiments afin de mettre en évidence les différentes étapes de l’océanisation.

Points clés

Les failles normales sont associées à un épisode de distension.
Les différents types de sédiments anté-, syn- et post-rift.
Comprendre les mécanismes au foyer.

Pour bien comprendre

Connaitre la définition d’une marge passive.
Connaitre le principe de sismique réflexion.
Comprendre le fonctionnement des dépôts sédimentaires.

Dans le cours « La recherche d'un océan disparu à l'aide de la carte de France au millionième », on voit qu’il est possible de mettre en évidence, en étudiant la croûte continentale, l’enregistrement d’épisodes de convergence avec subduction et collision.

Nous allons voir ici d’autres éléments géologiques mettant en évidence, cette fois, des épisodes de distension et d’étirement de la lithosphère continentale.

Nous allons pour cela nous intéresser aux marges passives.

1. Les marges passives : origine et localisation

Une marge passive correspond à la zone de transition entre lithosphère océanique et lithosphère continentale, au sein d'une même plaque tectonique.

Elle résulte d'un épisode de rifting de la lithosphère continentale, ayant conduit à une océanisation, et elle en garde les traces. Elle correspond à une épaule du rift, la seconde se trouvant de l’autre côté de l’océan.

Elle est dénuée d’activité tectonique ou volcanique, au contraire des zones de convergence ou divergence (marges actives).

2. Localisation d’un début de fracturation de la croûte continentale

L'étude morphologique de la zone est de l'Afrique, au niveau des Afars, permet de localiser des structures particulières s'étendant sur plus de 3000 km de long, du nord au sud du continent, et ayant une largeur comprise entre 50 et 150 km.

Cette carte permet de mettre en évidence le fonctionnement des différentes failles de la zone après un séisme.

Ce sont des failles normales, reflets d’un épisode en distension, qui sont présentes en grande quantité au niveau du rift des Afars.

De plus, l'utilisation d'un GPS permet de confirmer ces premières observations. Il existe donc des zones de distension continentale qui sont les premiers stades de la formation d'un océan.

Une coupe schématique du rift des Afars peut être réalisée.

Cette schématisation est l’occasion de mettre en évidence les indices tectoniques marquants de cet épisode distensif : les failles normales et la remontée de l’isotherme 1300 °C résultant d’un amincissement crustal lié à la distension.

3. L’apport de la sismique réflexion dans la compréhension des étapes de l’océanisation

a. Les informations brutes de la sismique réflexion

Les profils sismiques permettent d’étudier les sédiments à proximité des continents. L’étude de ces derniers permet de mieux comprendre le mécanisme d'océanisation.

Sur les profils, il est possible de mettre en évidence des blocs basculés qui coulissent le long des failles normales. Parfois, les failles normales peuvent apparaitre courbées, elles sont alors nommées failles listriques.

b. Les interprétations des images obtenues en sismique réflexion

L’interprétation du profil réalisé permet de mettre en évidence trois types de sédimentation.

Légende

Au niveau des blocs basculés, on remarque une sédimentation particulière, représentée par le A sur le profil sismique. Ces premiers sédiments, sédiments anté-rift ou pré-rift, se sont déposés dans un bassin envahi par les eaux. Le dépôt s’est réalisé de manière parallèle à la croûte continentale. Ces sédiments lacustres sont les marqueurs d'un épisode de distension, générateur du bassin qui a modifié la forme de la croûte continentale.

Cette étape sera bientôt visible au niveau du rift des Afars. Elle est déjà visible au nord de la mer Rouge. L'analyse des profils sismiques permet ainsi de mettre en évidence les différentes étapes de l’océanisation et de la sédimentation.

Au cours de l’océanisation, le phénomène de distension perdurant, les blocs basculés vont jouer le long des failles normales. Ce mouvement va être associé à une sédimentation particulière, nommée sédimentation syn-rift. Les dépôts sédimentaires forment un éventail (B) avec une épaisseur faible du côté de la zone médiane de l'océan et une épaisseur plus importante du côté du continent.

Cet épisode est là aussi accompagné d’un amincissement crustal. Quand la croûte continentale a une épaisseur trop faible, une dorsale se forme et du magma apparait. Cette remontée magmatique est le début de la formation d'une croûte océanique. Lors de cette étape, les blocs basculés arrêtent leurs mouvements, la faille normale devient inactive, la sédimentation syn-rift est stoppée.

Une nouvelle sédimentation prend le relais (3), elle recouvre la précédente et est appelée sédimentation post-rift. Les sédiments se déposent de manière parallèle au fond de l'océan.

L'association de l'étude des profils sismiques et des sédiments permet de mettre en évidence aujourd'hui en bordure des océans des marges passives qui sont le reflet de l'ouverture océanique induite par un épisode de distension.

4. Synthèse