Dans de nombreuses chaînes de montagnes, on observe des témoins du processus d’obduction, correspondant au transport de la lithosphère océanique sur la croûte continentale. Le paradoxe intrinsèque de ce phénomène est celui-ci : des roches denses (ρ>3) se retrouvent au-dessus de roches moins denses (ρ≈2,7). Les processus à l’origine de cette bizarrerie tectonique sont encore mal compris. Les ophiolites du Petit Caucase et du NE de l’Anatolie correspondent à un exemple extrême de ce phénomène puisqu’on constate un transport de fragments de lithosphère océanique sur plusieurs centaines de kilomètres, à l’échelle de l’ensemble d’une bordure continentale (>1000 km) vers 90 Ma. En adoptant une stratégie pluridisciplinaire lors de l’étude de ces ophiolites, nous avons pu préciser l’évolution des premiers stades de la fermeture néotéthysienne et en conséquence l’obduction de ces dernières. Ces données suggèrent fortement une mise en place commune de l’ensemble de ces corps ophiolitiques de la région d’étude sous la forme d’une nappe, dont l’épaisseur actuelle est très réduite (quelques kilomètres tout au plus). Ceci en fait l’une des plus grandes nappes ophiolitiques obduites du globe. La modélisation numérique a validé l’hypothèse que la mise en place de cette nappe s’est faite grâce à des conditions thermiques particulières. Elle suggère que l’obduction d’ophiolites vieilles nécessite un état thermique de la lithosphère océanique proche de celui d’une lithosphère jeune (0-40 Ma). / Within many mountain ranges slivers of preserved oceanic lithosphere evidence tectonic processes responsible for their emplacement on top of the continental crust. The first order anomaly inherent to this phenomenon is that dense rocks (ρ>3) end up on top of less dense rocks (ρ≈2.7). The processes responsible for such a tectonic oddity remain uncertain. The ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolia are prime examples of this phenomenon, tectonic transport of fragments of oceanic lithosphere is evidenced on the entire continental marge (>1000 km) around 90 Ma. The multidisciplinary approach used throughout the study of the ophiolites of the Lesser Caucasus and NE Anatolian regions yielded clues specify the evolution of the Tethys and consequently the obduction of the ophiolites. This dataset strongly suggests common emplacement of the ophiolites of the study area, resembling a thrust sheet. This would be one of the biggest ophiolite nappe complexes in the world. Numerical modeling validates the hypothesis that emplacement of the ophiolitic nappe is due to particular thermal conditions. It suggests that in order to obduct old oceanic lithosphere obduction it needs to have a thermal state close to that of young oceanic lithosphere (0-40 km). Such a thermal rejuvenation is supposed for the ophiolites of the Caucasus s.l. evidenced by alkaline lavas emplaced on the ophiolite prior to the obduction event during the Late Cretaceous. Resulting seamounts and/or oceanic plateaus upon entery of the subduction zone under Eurasia would block it.

Dans de nombreuses chaînes de montagnes, on observe des témoins du processus d'obduction, correspondant au transport de la lithosphère océanique sur la croûte continentale. Le paradoxe intrinsèque de ce phénomène est celui-ci : des roches denses (ρ>3) se retrouvent au-dessus de roches moins denses (ρ≈2,7). Les processus à l'origine de cette bizarrerie tectonique sont encore mal compris. Les ophiolites du Petit Caucase et du NE de l'Anatolie correspondent à un exemple extrême de ce phénomène puisqu'on constate un transport de fragments de lithosphère océanique sur plusieurs centaines de kilomètres, à l'échelle de l'ensemble d'une bordure continentale (>1000 km) vers 90 Ma. En adoptant une stratégie pluridisciplinaire lors de l'étude de ces ophiolites, nous avons pu préciser l'évolution des premiers stades de la fermeture néotéthysienne et en conséquence l'obduction de ces dernières, tels que : - L'existence d'un domaine océanique continu d'est en ouest en subduction sous l'Eurasie, séparant l'Eurasie (au nord) de l'ensemble continental Sud-arménien-plateforme Taurides-Anatolides (au sud). - La genèse d'un domaine océanique dans un contexte de supra-subduction à arrière-arc par ouverture lente, attribué à la formation de ces ophiolites, entre le Jurassique inférieur et Crétacé inférieur (c.180~150 Ma). - L'obduction quasi simultanée de ces ensembles ophiolitiques, tout au long de la suture d'Izmir-Ankara-Erzincan et Sevan-Akera au Turonien-Coniacien-Santonien (c. 94~85 Ma). - Un métamorphisme d'unités à la base de ces ophiolites (la semelle ophiolitique) permettant de contraindre leur dynamique de mise en place. - Un volcanisme dans le bloc continental sud-arménien permettant de proposer une évolution des structures tectoniques inédites vers 160~130 Ma. Ces données suggèrent fortement une mise en place commune de l'ensemble de ces corps ophiolitiques de la région d'étude sous la forme d'une nappe, dont l'épaisseur actuelle est très réduite (quelques kilomètres tout au plus). Ceci en fait l'une des plus grandes nappes ophiolitiques obduites du globe (à l'affleurement dans une chaîne de collision). La modélisation numérique a validé l'hypothèse que la mise en place de cette nappe s'est faite grâce à des conditions thermiques particulières. Elle suggère que l'obduction d'ophiolites vieilles nécessite un état thermique de la lithosphère océanique proche de celui d'une lithosphère jeune (0-40 Ma). Un tel état thermique est suggéré pour les ophiolites du Caucase s.l. par la mise en place de laves alcalines sur l'ophiolite avant obduction sous forme de monts sous-marins et/ou de plateau océanique au Crétacé inférieur. Ceux-ci bloquant la subduction sous l'Eurasie expliquent également la quiescence du volcanisme sur cette marge, et le contexte de forçage tectonique de l'autre côté de l'océan, conduisant à l'obduction simultanée sur le bloc continental arménien-anatolien et sur l'Arabie.

Les zones de subduction représentent des zones d'évolution clés dans la compréhension des processus géologiques majeurs actifs sur notre planète. En particulier, la caractérisation et l'évolution des magmas générés dans les zones d'arcs océaniques et la relation entre leur genèse et les processus de croissance crustale sont des axes primordiaux. Cette étude est focalisée sur la portion d'arc océanique exhumée du Kohistan (Nord Pakistan) qui constitue un laboratoire exceptionnel pour appréhender cette problématique. Basée sur une approche géochimique multi-méthodes (éléments majeurs et en trace, isotopes), cette étude a permis d'établir : 1/ l'absence de relation génétique directe entre les roches ultrabasiques de la racine de l'arc et la section crustale sus-jacente. La formation de la séquence ultrabasique de Jijal se produit à ~117 Ma via une réaction de type magma-roche entre des liquides de type boninitique (appauvris en terres rares), et le manteau lithosphérique de type MORB-Indien ; 2/ un modèle géodynamique en trois stades majeurs résumant l'évolution de l'arc océanique et de la subduction sur une période d'environ 30 Ma. Ce modèle débute par l'initiation de la subduction et la formation de l'arc volcanique s.s. (1er stade) ; le 2ème stade correspond à un évènement thermique majeur. Il est représenté par un sous-placage important de magmas et une granulitisation intense de la base de l'arc. Le recyclage de la croûte inférieure cumulative et résiduelle, dans le manteau sous-jacent, se produit durant cette étape vraisemblablement suite à des processus d'érosion thermo-mécanique. Le dernier stade, entre 95 Ma et 85 Ma, scelle la fin du fonctionnement de la zone de subduction et correspond à une période amagmatique suivie par une brève reprise du magmatisme avant la collision de l'arc après 85 Ma. Enfin, une modélisation numérique comparative avec la croûte continentale globale met en évidence la composition significativement plus basique de la croûte de l'arc insulaire du Kohistan. De fortes similitudes sont en revanche observées entre la section d'arc étudiée et la croûte continentale inférieure.

Dans la zone de suture de l'Indus en l'Himalaya du Ladakh, l'étude lithostratigraphique, biostratigraphique, sédimentologique, pétrographique et structurale, conduit à différencier plusieurs catégories d'unités: - les unités appartenant à la marge nord néotéthysienne ; - des témoins de l'espace océanique néotéthysien ; - des unités de marge distale sud néotéthysienne (nord-indienne), Ces données, associées à une interprétation en terme de stratigraphie séquentielle, permettent de préciser la paléogéographie du Bloc du Ladakh avant et pendant la subduction de la Néotéthys sous l'Eurasie, puis d'envisager son évolution structurale pendant la collision. * Avant la subduction, le bloc du Ladakh, situé vers l'équateur, se présentait sous la forme d'une vaste étendue de lithosphère océanique d'âge jurassique , moyen englobant quelques témoins isolés de nature continentale. * Le volcanisme d'arc y a débuté au Crétacé inférieur, avant l'Aptien (probablement au Barrémien), soit plus tôt que dans le Bloc de Lhasa (Albien). Les premiers épanchements volcaniques sous-marins voisinaient avec des turbidites volcano-sédimentaires et des flyschs à blocs, * Développement de l'arc insulaire : pendant la période Aptien-Albien inférieur se sont déposées, dans les bassins, des turbidites volcanodétritiques. Simultanément, des plates-formes carbonatées à rudistes s'installaient sur le pourtour des parties émergées de l'arc, Ensuite, tandis que les régions de l'arc intrudée par les plutons se soulevaient, le bassin d'avant-arc s'enfonçait, et voyait le développement des cônes sous-marins. Ce type de sédimentation s'est poursuit jusqu'au Paléocène supérieur, * Derniers dépôts marins: à partir de la fin du Paléocène le bassin d'avant-arc devint le siège d'une épaisse sédimentation marine infra à supra-littorale détritique, admettant des passées lenticulaires de calcaires bioclastiques. A la fin de l'Eocène inférieur, le bassin marin résiduel situé entre les deux marges disparut brutalement, sous l'effet conjugué de la collision et d'un pic régressif eustatique accusé. * structuration pendant la collision: la partie sud du bassin d'avant-arc fut affectée par des chevauchements vers le Sud. Ensuite, les unités structurales ainsi crées furent redressées et basculées vers le Nord. Dans la zone de suture s'individualisa alors le bassin des formations continentales d'épisuture, dont le substratum était constitué d'unités structurales des deux anciennes marges. Au cours des stades ultimes du serrage, cet ensemble fut affecté par des charriages à vergence nord.

L’Anatolie fait partie d’un vaste domaine orogénique qui s’étend des Alpes à l’Himalaya. Les sutures ophiolitiques rencontrées marquent les cicatrices de plusieurs domaines océaniques (branches de la Néotéthys Nord), interdigités entre plusieurs blocs crustaux au cours du Mésozoïque. La fermeture de ces domaines au Crétacé supérieur est accompagnée de la mise en place de bassins tertiaires syn-orogéniques dont fait partie le Bassin de Sivas, limité au nord par le bloc du Kırşehir et au Sud par les Taurides. Une étude structurale de terrain, complétée d’analyses géochimiques, biostratigraphiques et thermochronologiques ainsi que l’étude de 700 km de lignes sismiques 2D inédites, a été menée pour tenter de comprendre (i) le contexte géodynamique régional et (ii) l’architecture tectono-sédimentaire de ce bassin.L’étude des ophiolites présentes le long de la bordure sud du Bassin de Sivas met en évidence des péridotites intensément serpentinisées. La partie supérieure de l’ophiolite présente des brèches et ophicalcites caractéristiques de l’exhumation mantellique, alors que l’analyse géochimique des corps magmatiques révèle un environnement de supra-subduction, daté à circa 90 Ma (U-Pb sur zircon). Ces analyses démontrent la présence d’un domaine océanique embryonnaire entre le Kırşehir et les Taurides, dont la fermeture s’initie le long d’ancienne failles de détachement. L’obduction de la nappe de péridotite et de son mélange frontal sur la marge Nord des Taurides entre le Turonien et le Maastrichtien, permet de former le « socle ophiolitique » commun aux bassins est-anatoliens. L’analyse détaillée de la partie centrale du bassin, en carte et à l’aide de lignes sismiques 2D inédites et de thermochronologie basse température [AFTA et (U-Th)/sur apatite], a permis de proposer un modèle d’évolution cinématique sur la base de coupes équilibrées. La propagation de la déformation vers le Nord, initiée dès l’Eocène inférieur, permet l’isolation progressive du bassin et une forte accumulation d’évaporites à l’Eocène supérieur. Les dépôts de l’Oligo-miocène sont ensuite contrôlés par l’halocinèse, permettant la mise en place de deux générations de mini-bassins salifère, séparés d’une canopée. Les géométries dans le domaine halocinétique, et les variations latérales dans le bassin, montrent le contrôle exercé par (i) le bassin pré-évaporite affleurant le long de la moitié sud du bassin et (ii) l’épaisseur du niveau de sel initial.L’intégration de ces observations à l’échelle régionale met en évidence un contrôle du raccourcissement crustal, dans les Taurides et les bassins tertiaires, lié à la fermeture de la Néotéthys Sud, en générant l’émergence de structures de socles. La collision enregistrée à l’Oligocène supérieur - Miocène lors de l’indentation de la plaque Arabe le long des Taurides est contemporaine de la déformation du Bassin de Sivas et des bassins adjacents. / Anatolia is part of a vast orogenic domain that extends from the Alps to the Himalayas. Numerous ophiolitic sutures defined the remnants of several oceanic domains (Northern and southern Neotethys), between continental fragments formed during Mesozoic time. Oceanic closure during Late Cretaceous is recorded by the establishment of syn-orogenic tertiary basins, including the Sivas Basin bounded to the north by the Kırşehir block and to the south by the Taurides. An extended study based on field and completed by geochemistry, biostratigraphy and thermochronology analyzes and more than 700 km unpublished seismic data, was conducted to resolve (i) the regional geodynamic context and (ii) the tectono-sedimentary architecture of this basin.The ophiolites located along the southern edge of the Sivas Basin are made of serpentinized peridotites. The upper part of the ophiolite present breccias and ophicalcites commonly described as associated to mantle exhumation environment, while the geochemical analysis of the magmatic bodies reveals a supra-subduction environment dated at circa 90 Ma (U-Pb on zircon). These observations are in agreement with an embryonic ocean domain located between the Kırşehir and the Taurides, the closure which was initiated along fossil detachment faults. The obduction of the peridotite nappe and its frontal mélange on the northern margin of the Taurides between the Turonian and the Maastrichtian allows forming the “ophiolitic basement” of the east-anatolian basins.A detailed map and cross-section analysis, supported by 2D seismic lines and low-temperature thermochronology [AFTA and (U-Th) / on apatite], resulted in a kinematic evolution model and the realization of balanced cross-sections. The propagation of the deformation towards the north, initiated in the Lower Eocene, results in the progressive isolation of the basin and a strong accumulation of evaporites during the Upper Eocene. The Oligo-Miocene depocenters were controlled by halokinesis, forming two generations of mini-basins, separated by a salt canopy. The geometries in the halokinetic domain and the lateral variations in the basin show the control exerted by (i) the pre-evaporite basin outcropping along the southern half of the basin and (ii) the thickness of the initial salt level.Integration at the regional scale within the Taurides highlights the propagation of crustal shortening related to the Southern Neotethys closure, which formed linear tectonic basement exhumation. The collision recorded in the Upper Oligocene - Miocene during the indentation of the Arabic plate along the Taurides is contemporaneous to the deformation the Sivas Basin.