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L’objectif principal de cette thèse est de décrire et interpréter la mise en place des différents types de minéralisations présents dans le district minier de Nefza (NO de la Tunisie), qui constitue une région complexe et particulière du point de vue géologique dans ce pays. En effet, outre la présence de diapirs triasiques (commune à tout le Nord de la Tunisie), le district minier de Nefza est caractérisé par : (1) la mise en place d’épaisses nappes au Néogène qui forment le substratum sédimentaire régional, et (2) la présence d’une grande variété de roches magmatiques tant plutoniques que volcaniques, d’âge miocène (12,9 à 6,4 Ma),: - la granodiorite de l’Oued Bélif, qui est liée à l’évolution d’un magma calco-alcalin contaminé par la croûte ; - les rhyodacites de Aïn Deflaia, de l’Oued Bélif et du Jebel Haddada, qui résultent du mélange entre ce magma calco-alcalin et un magma de fusion crustale ; - les basaltes de Mokta el Hadid marquant la transition vers un magmatisme alcalin. A proximité des roches magmatiques – et en relation avec ces dernières – on observe différents types de minéralisation, riches en Fe, en Fe-Cu-Au, et en Pb-Zn. Parmi ces minéralisations, ce travail a permis de reconnaître : - un gisement (de volume réduit) de type « Iron Oxide Copper Gold » (IOCG), qui minéralise la brèche de l’Oued Bélif, datée du Miocène supérieur. Le minerai ferrifère (hématite et goethite), riche en F, Cu, REE, U et Au, cimente des clastes de taille variable et de nature principalement triasique ; - deux gisements (de volume modeste) de Pb-Zn, de type « sedimentary exhalative » (Sedex) qui prennent place dans lentilles carbonatées des bassins d’âge miocène supérieur de Sidi Driss et de Douahria. Les minéralisations syndiagénétiques (messiniennes) à galène, sphalérite sphérulitique et pyrite, remplacent : (1) des calcites riches en Fe-Mn et (2) des sulfates (barytine et célestine) qui remplacent eux-mêmes de façon précoce les carbonates (avant la mise en place des sulfures) ; - un gisement économique d’oxydes de Fe de type latéritique (mine de Tamra, minerais datés du Mio-Pliocène), qui résulte vraisemblablement de plusieurs épisodes de reconcentration du fer, en conditions pédogénétiques. Ce minerai enregistre également des apports hydrothermaux qui mènent, entre autres, à la précipitation de minéralisations riches en Mn, Pb, Zn et Ba. Ces unités géologiques sont étroitement liées au contexte géodynamique particulier du Nord de la Tunisie au Néogène. Ce dernier passe d’un régime compressif au Serravallien-Tortonien, qui voit la mise en place des roches magmatiques felsiques, à un régime extensif qui, à partir du Messinien (fini-Tortonien ?), se marque par la mise en place de basaltes et une augmentation du gradient thermique régional. Ce régime extensif favorise/active la circulation de fluides hydrothermaux et leur enrichissement en métaux au contact des formations constitutives du substratum régional. Ces fluides, mélangés aux fluides superficiels (localement riches en soufre au Messinien), mèneraient au dépôt de la plupart des minéralisations observées.

The paper deals with recent morphogenetic processes in the Geodynamic Observatory Pecný (GOPE) area and their influence on the evolution of landforms. Evaluation of their impact was based on selected geomorphological phenomena. Special attention is emphasized intense weathering, hillslope processes, erosion and antropogenic impact. Analysis of microclimatic conditions, humidity and temperature conditions of soil and ground water level in the area GOPE are also presented.

The Philippine Sea Plate has been surrounded by subduction zones throughout Cenozoic time due to the convergence of the Eurasian, Pacific and Indian-Australian plates. Existing Philippine Sea Plate reconstructions have been made based primarily on magnetic lineations produced by seafloor spreading, rock magnetism and geology of the Philippine Sea Plate. This dissertation employs seismic tomography model to constraint the reconstruction of the Philippine Sea Plate. Recent seismic tomography studies show the distribution of high velocity anomalies in the mantle of the Western Pacific, and that they represent subducted slabs. Using these recent tomography data, distribution maps of subducted slabs in the mantle beneath and surrounding the Philippine Sea Plate have been constructed which show that the mantle anomalies can be related to the various subduction zones bounding the Philippine Sea Plate. The high velocity mantle anomalies are clearly coincident with Wadati-Benioff zones in the upper mantle. The lower mantle anomalies, although distributed in the “transition zone” (500-1000 km) as stagnant slabs in some cases, can clearly be mapped as continuations of upper mantle subduction zones. Reconstructing the subduction of the slabs now in the mantle best fits Philippine Sea Plate reconstructions that involve the minimal or simplest rotations. Northward movement of the Philippine Sea Plate, WNW subduction of the Pacific Plate since Eocene time (~50 Ma), and northward subduction of the Indian/Australian Plate along Indonesia best explain the subducted slab mantle anomalies. The origin of the eastern plate boundary was a transform zone that evolved into a subduction zone a few million years before the Pacific Plate changed its movement. In addition, the initiation of this subduction zone might possibly be one of the triggers of the Pacific Plate motion changes. The 90 degree rotation of the Philippine Sea Plate including southward plate subduction at its northern boundary proposed in the reconstruction by Hall (2002) is not supported by seismic tomography evidence for slab distribution in the mantle beneath the Philippine Sea region. A hypothesis of minimal rotation of the Philippine Sea Plate, supported by the seismic tomography, guides the reconstruction model presented.

Les études sédimentologiques et biostratigraphiques menées au Liban couplés avec données sismiques 2D de réflexion en mer ont permis de proposer un nouveau cadre tectono-stratigraphique pour la région Levantine a partir du Mésozoïque. L'interprétation sismique soutenue par une analyse détaillée des faciès à permis de représenter les environnements de dépôt au large du Liban où aucun puits n'a été foré. Le rifting dans le bassin du Levant prend fin au Jurassique moyen. L'initiation de subduction de la plaque Afro-Arabe sous l'Eurasie au Crétacé supérieur est suivie par des mouvements décrochants à partir du Miocène. L'interaction entre ces événements géodynamiques ainsi que les fluctuations du niveau marin affecte le remplissage sédimentaire du bassin. Au cours du Jurassique et du Crétacé, la marge Levantine est dominée par l'évolution de plate-forme carbonatée tandis qu'un système mixte (silicoclastic et carbonaté) en eau profonde ont prévalu dans le bassin au cours de l'Oligo-Miocène. Trois grandes voies sédimentaires sont attendus à conduire d'importantes quantités de matériel clastiques dans le bassin: (1) les canyons incisant la marge, (2) la région de Lattaquié (Syrie) et (3) le fan profond du Nil. L'analyse régionale des systèmes de drainage a été réalisée pour estimer la contribution au remplissage du bassin des différentes sources de sédiments. Un modèle stratigraphique, Dionisos, a été utilisé pour tester les scénarios du remplissage du bassin pendant le Miocène Moyen et Supérieur. Une comparaison avec les systèmes de drainage actuels a permis une meilleure évaluation de la plausibilité des volumes sédimentaires attendus pour chaque source. / Sedimentological and biostratigraphic investigations onshore Lebanon coupled with 2D offshore reflection seismic data allowed proposing a new Mesozoic-Present tectono-stratigraphic framework for the northern Levant Margin and Basin. The seismic interpretation supported by in-depth facies analysis permitted to depict the potential depositional environments offshore Lebanon as no well has yet been drilled. The Levant region has been affected by successive geodynamic events that modified the architecture of its margin and basin from a Late Triassic to Middle Jurassic rift into a Late Cretaceous subduction followed by collision and Miocene-Present strike slip motion. The interplay between major geodynamic events as well as sea level fluctuations impacted on the sedimentary infill of the basin. During Jurassic and Cretaceous, the Levant Margin is dominated by the aggradation of a carbonate platform while deepwater mixed-systems prevailed in the basin during the Oligo-Miocene, three major sedimentary pathways are expected to drive important quantities of clastic material into the Levant Basin: (1) canyons along the Levant Margin, (2) the Latakia region (coastlal Syria) and (3) the Nile Deep sea cone. Regional drainage system analysis was performed to estimate the contribution of the different sediment sources to the infill of the basin. A numerical stratigraphic forward model, Dionisos, was used to test the Middle-Late Miocene source-to-sink scenarios permitting to better assess the plausibility of the expected sedimentary volumes for each source through a comparison with actual drainage systems

Les structures extensives d'âge Mésozoïque tardif (Crétacé) sont très répandues en Eurasie orientale, depuis la Transbaïkalie en Russie jusqu'à l'intérieur de la Chine du Sud. Elles constituent la plus grande province de distension crustale dans le monde. Cette thèse a sélectionné des structures développées dans trois endroits différents du bloc de Chine du sud en utilisant les méthodes de la géologie structurale, de l'anisotropie de la susceptibilité magnétique et de la géochronologie (U-Pb sur zircon et titanite, U-Th-Pb sur monazite et Ar-Ar sur micas et amphiboles). L'expression des structures extensives diffère selon les endroits étudiés: (1) la ceinture orogénique de HP/UHP Tongbai-Dabie, le long de la bordure nord du bloc de Chine du sud a été remaniée par au Crétacé par la formation d'un antiforme ou d'un dôme métamorphique extensif. Contemporaine de la migmatisation et du magmatisme syntectonique, le régime extensif a commencé à environ 145 Ma et s'est approché de son point culminant vers 130 Ma. Ce qui a été interprété comme le résultat de la suppression de la racine orogénique. Localement, un nouvel épisode de distension vers 110-90 Ma a également été enregistré; (2) le batholite de Dayunshan-Mufushan intrudif dans l'orogène Neoproterozoic Jiangnan se compose de deux phases d'intrusions granitiques d'âge Jurassique (ca. 150 Ma) et Crétacé inférieur (ca. 132 Ma). Le pluton le plus récent s'est mis en place dans un contexte d'extension NW-SE correspondant au processus amincissement crustal du Crétacé inférieur, avec une faille de détachement développée le long de sa bordure ouest; (3) l'anticlinal de Huangling dans le craton du Yangtze est un pli asymétrique d'axe N-S formé entre le Jurassique et le Crétacé inférieur. Sur les deux flancs, la couverture sédimentaire a participé à une série de plis d'effondrement de vergence opposée et de glissements banc-sur-banc des couches. Les exemples étudiés ci-dessus représentent une série de structures d'extension d'âge Crétacé développées dans différents niveaux structuraux: exhumation de croûte inférieure et moyenne de accommodée par un fort étirement, mise en place syntectonique de plutons granitiques avec étirement limité, déformation de la couverture sédimentaire sous une faible extension. Ils indiquent que la Chine du Sud a également participé au régime extensif bien connu en Chine du Nord. Ces résultats apportent des données nouvelles de première main permettant de discuter le cadre tectonique et géodynamiques spatio-temporel du régime extensif du Crétacé sur la marge orientale de l'Eurasie. / Late Mesozoic extensional structures are widespread in eastern Eurasia (from Transbaikalia region in Russia to inland South China). They constitute the largest crustal extensional province in the world. This thesis selected extensional structures developed in three different tectonic settings in the South China block. Detailed studies including structural geology, anisotropy of magnetic susceptibility and geochronology (zircon and titanite U-Pb, monazite U-Th-Pb, and mica Ar-Ar) were conducted. The expression of these extensional structures is not the same for each area: (1) the Tongbai-Dabie HP/UHP orogenic belt along the northern edge of the South China block was reworked by Cretaceous extensional antiform or metamorphic core complex. Coeval with migmatization and syntectonic magmatism, the extensional regime started at ca. 145 Ma, and approached its climax at ca. 130 Ma that was signaled by removal of the orogenic root. Locally, a late (110-90 Ma) extensional event was also recorded; (2) the Dayunshan-Mufushan batholith intruding the Neoproterozoic Jiangnan orogen is composed of two phases of granitic intrusions with Late Jurassic (ca. 150 Ma) and Early Cretaceous (ca. 132 Ma) ages, respectively. The late pluton emplaced under a NW-SE extensional setting corresponding to the Early Cretaceous crustal thinning process, with a detachment fault developed along its western margin; (3) the Huangling anticline within the Yangtze craton is a nearly N-S striking asymmetric dome formed between the Late Jurassic and Early Cretaceous. The sedimentary cover on the two flanks was involved in a series of oppositely-directed collapse folding and layer-parallel slipping. These examples of Cretaceous extensional structures in different tectonic levels (exhumation of middle-lower crust by strong stretching, syn-tectonic emplacement of granitic pluton with limited stretching, deformation of sedimentary cover under a weak extension) indicates that South China also was involved into the regional extensional regime coeval with the destruction of the North China craton. These results provide first-hand new structural evidence for further discussing the temporal-spatial framework and geodynamic setting of the Cretaceous extensional tectonics on the eastern margin of Eurasia.

De l’observation microscopique d’une lame mince à l’observation mégascopique d’une province volcano-plutonique par télédétection (SRTM, Landsat), ce travail s’intéresse aux méthodes de comptage, aux traitements statistique et fractale des tailles, formes, orientations et distributions spatiales ainsi qu’à l’interprétation pétrogénétique et/ou géodynamique de différents marqueurs géologiques (cristaux, linéaments, cônes volcaniques…) associés au volcano-plutonisme phanérozoïque d’Afrique équatoriale (Ligne du Cameroun et régions voisines). L’analyse à l’échelle microscopique de la distribution de taille de grains et des textures de roches volcaniques et mantelliques (laves et enclaves provenant de l’île de Bioko, golfe de Guinée) a permis de mettre en évidence l’importance d’une quantification objective des paramètres de taille et des relations entre les phases minérales. Après avoir appliqué et discuté les résultats obtenus par les méthodes dites de « distribution de tailles de grains » ou CSD (Crystal Size Distribution), les relations spatiales entre les cristaux et donc les textures ont été étudiées par analyse fractale classique puis grâce à l’entropie de Shannon, dont il s’agit de la première application 2D. La généralisation de ces méthodes de comptage à des objets géologiques de plus grande taille (linéaments, cônes volcaniques…) par le biais des images satellites (Landsat) et modèles numériques de terrain (MNT) issus des données SRTM, a permis d’aborder de manière objective, sur un nombre suffisant de mesures, la morphostructure de la région étudiée. L’ensemble des données morpho-structurales, soit 15.171 linéaments, 8.092 cônes volcaniques ou complexes annulaires, d’une vaste zone de plus de 2.700.000 km2 autour du golfe de Guinée, ont permis d’élaborer plusieurs modèles structuraux locaux qui, synthétisés dans une vue spatio-temporelle complète depuis le Carbonifère jusqu’à l’actuel, ont permis de redéfinir l’évolution géodynamique de la région. Cette zone mobile complexe, pincée entre le craton congolais et le craton ouest-africain, est caractérisée par un soubassement précambrien, réactivé lors de la mise en place des grands bassins sédimentaires et ensembles magmatiques phanérozoiques. Contrairement à un modèle unique, souvent invoqué, l’évolution géologique régionale se présente comme une suite de régimes transcurrents dextres se déplaçant spatialement autour des directions N80 au Jurassique, N120 au Crétacé et N30 du Paléogène à l’actuel. L’intégration des nombreuses données géochimiques et isotopiques de la littérature aux modèles géodynamiques de ce travail oblige à globaliser le magmatisme cénozoïque à l’échelle de l’Afrique équatoriale dans son ensemble qui se présente alors comme un « ensemble » magmatique cohérent.

Sedimentological and biostratigraphic investigations onshore Lebanon coupled with 2D offshore reflection seismic data allowed proposing a new Mesozoic-Present tectono-stratigraphic framework for the northern Levant Margin and Basin. The seismic interpretation supported by in-depth facies analysis permitted to depict the potential depositional environments offshore Lebanon as no well has yet been drilled. The Levant region has been affected by successive geodynamic events that modified the architecture of its margin and basin from a Late Triassic to Middle Jurassic rift into a Late Cretaceous subduction followed by collision and Miocene-Present strike slip motion. The interplay between major geodynamic events as well as sea level fluctuations impacted on the sedimentary infill of the basin. During Jurassic and Cretaceous, the Levant Margin is dominated by the aggradation of a carbonate platform while deepwater mixed-systems prevailed in the basin during the Oligo-Miocene, three major sedimentary pathways are expected to drive important quantities of clastic material into the Levant Basin: (1) canyons along the Levant Margin, (2) the Latakia region (coastlal Syria) and (3) the Nile Deep sea cone. Regional drainage system analysis was performed to estimate the contribution of the different sediment sources to the infill of the basin. A numerical stratigraphic forward model, Dionisos, was used to test the Middle-Late Miocene source-to-sink scenarios permitting to better assess the plausibility of the expected sedimentary volumes for each source through a comparison with actual drainage systems

L'objectif de cette étude est d'identifier et de quantifier les déformations actuelles dans la chaine du Rif (Maroc), notamment celles associées aux failles actives (localisation, géométrie, cinématique). Pour ce faire, nous mettons en œuvre pour la première fois dans cette région, une approche morphotectonique. Les sites et failles sélectionnés et étudiés se situent dans la partie Nord (les failles conjuguées de la baie d'Al-Hoceima: Trougout, Boujibar et Rouadi), l'Est (la faille de Nékor) et le Sud (front chevauchant sud rifain entre Fes et Meknes).A partir des outils de la morphotectonique (MNTs à différentes résolutions, images satellitaires, photographies aériennes), d'analyses de terrain et grâce aux méthodes de datation du Quaternaire (U/Th, OSL, 14C et isotopes cosmogéniques produits in-situ 10Be, 3He, 36Cl), cette étude met en évidence et quantifie une déformation transtensive dans la partie Nord de la chaine. Les vitesses de glissement horizontales et verticales le long de la faille principale d'orientation méridienne de Trougout sont de ~1.6 mm/an et ~2 mm/an, respectivement. Dans la partie Sud, nous montrons que le front rifain entre Fez et Meknes est actif avec une vitesse de raccourcissement de ~1.8 mm/an. La déformation dans la région Est se localise principalement sur la faille du Nékor avec une vitesse décrochante senestre de ~1.5 mm/an. Par ailleurs, la présence de nombreuses figures d'incision et de surfaces marines soulevées au niveau du littoral Nord témoignent d'une surrection généralisée de la chaine de l'ordre de ~0.2 mm/an. L'ensemble de cette déformation semble être constante depuis la période du Messino-Pliocène. Ces résultats sont cohérents avec les données GPS qui montrent un déplacement de ~5mm/an vers le SW de l'ensemble du Rif associé à un mouvement rotatif horaire, dans le référentiel Afrique stable. D'un point de vue géodynamique, nous proposons que le Rif, la mer d'Alboran et les Bétiques appartiennent à une même microplaque limitée au Nord par les failles décrochantes des Bétiques, au Sud par le chevauchement rifain, à l'Est et au Nord-Est par les failles décrochantes de Nékor et de la TASZ (Trans Alboran Shear Zone) et à l'Ouest par les structures plissées bordières du Rif. / In order to identify and quantify the Rif (Morocco) present-day deformation, especially those related to active faults (location, geometry, kinematic), we perform a morphotectonic study. The studied area and faults are located in the Northern part (conjugate faults of Al-Hoceima Bay: Trougout, Boujibar and Rouadi), the Eastern part (Nekor fault) and the Southern part of the chain (Rif frontal thrust between Fes and Meknes cities).Morphotectonic tools (DEMs at different scales, satellite and aerial pictures), field studies and Quaternary dating methods (U/Th, OSL, 14C and in-situ cosmogenic isotopes 10Be, 3He, 36Cl) allow us to characterize transtensional deformation in the Northern Rif. Horizontal and vertical slip rates along the N-S-oriented Trougout major fault are ~1.6 mm/yr and ~2 mm/yr respectively. In the Southern part, the Rif frontal thrust shows a shortening rate of ~1.8 mm/yr into Fes and Meknes area. In the Eastern part, the deformation is focused on the Nekor left-lateral strike-slip major fault with ~1.5 mm/yr. Incision features and raised marine terraces involve an uplift of the chain about ~0.2 mm/yr. The overall deformation in the Rif seems to be continuous since the Messinian-Pliocene time.These new morphotectonic constraints are consistent with the GPS measurements showing southwestward overall motion of most of the Rif belt with respect to stable Africa, associated to clockwise rotation. Finally, we propose a geodynamic model in which the Rif, the Alboran sea and the Betics belong to a single microplate bounded by the strike-slip faults of the Betics on the North, the Rif frontal thrust on the South, the Nekor and TASZ (Trans Alboran Shear Zone) strike-slip faults on the East and North-East, and the western Rif folded structures on the West.