A ocorrência de uma grande reorganização de placas durante o Neógeno reflete a comlpexa interação entre as placas do Caribe, Farallon, e América do Sul, e o arco intra-oceânico de Panamá. Isto, tem influenciado o registro tectono-estratigráfico dos Andes nor-ocidentais da Colômbia, o qual tem sido escassamente estudado perto da sutura entre os domínios de Panamá o da América do Sul. Novos dados de petrografia de arenitos, análises de minerais densos, geocronologia detrítica em zircão, geoquímica de rocha total, e modelamento termal inverso de múltiplos termocronômetros, realizados em um transepto de 50 km com direção SE-NW, permitem reconstruir a história de deformação e exumação/erosão das rochas do Cretáceo Superior ao Plioceno do flanco ocidental da Cordilheira Ocidental. O início da exumação das rochas do Cretáceo Superior associadas com a margem continental Sul-americana, ocorreu entre 45 e 20 Ma, o qual é sugerido pelo resfriamento inicial desde temperaturas dentro da zona de retenção parcial do hélio em zircão (~180-200°C). Essas rochas, também sofreram um pulso de exumação considerável durante o Mioceno Médio, o qual caracteriza-se por taxas moderadamente rápidas entre 0.3 km/my e 0.7 km/my. Adicionalmente, um período de resfriamento rápido também é documentado com taxas máximas de exumação ~1.3 km/my. As rochas do Eoceno Médio do arco oceânico de Panamá, as quais estão separadas das rochas do Cretáceo Superior da Cordilheira Ocidental por uma faixa de deformação, registram um resfriamento inicial em ~15 Ma desde a zona de retenção parcial de hélio em apatita (APRZ, ~80-60°C, com taxas perto de 0.6 km/my. Termocronologia detrítica em secuências pós-colisionais e sedimentos modernos, também registram estes períodos de exumação. Os novos resultados podem ser relacionados com processos tectônicos de escala regional, que incluem: Convergência rápida e frontal no Oligoceno Superior, entre a recentemente formada placa de Nazca e a placa continental Sul-americana, depois da fragmentação da antiga placa de Farallon, a colisão do Arco de Panamá do Cretáceo Superior-Eoceneo durante o Mioceno Médio, o qual resultou exumação geral ao longo do segmento NW da placa Sul-americana, é o início da subducção da placa de Nazca é a instalação de um segmento plano ao norte durante o Mioceno Superior-Plioceno. Este é provavelmente o mecanismo responsável pelo soerguimento da superfície recente na Colômbia nor-oriental e a contínua deformação-soerguimento das serras costeiras ocidentais e das bacias orientais de foreland ao norte de 5°N. / The occurrence of major plate reorganization during the Neogene, reflects the complex interactions between the Caribbean, Farallon and South-American plates, and the Panama Arc. These, have influenceed the tectono-stratigraphic record of the northwestern Colombian Andes, which has been scarcely studied neart the suture between the Panama and South-American domains. New sandstone petrography, heavy minerals analyses, U-Pb detrital zircon geochronology, whole-rock geochemical data, and thermal inverse modeling of multiple thermochronometers, carried along a 50 km southeast-northwest transect, allow to reconstruct the deformation and exhumation/erosional history of the Late Cretaceous to Pliocene rocks from the western flank of the Western Cordillera. The onset of exhumation of Late Cretaceous sedimentary rocks, associated with the South-American margin, occurred between 45-20 Ma, as suggested by the initial cooling from temperatures within the zircon helium partial retention zone (ZPRZ, ~180-200°C). These rocks also experienced a substantial pulse of exhumation during the Middle Miocene, which is characterized by moderately rapid rates between ~0.3 km/my and 0.7 km/my. Moreover, a Pliocene period of rapid cooling is also documented with maximum exhumation rates of ~1.3 km/my. The Middle Eocene rocks from the intra-oceanic Panama Arc, which are separated by a highly-deformed zone from the Late Cretaceous rocks of the Western Cordillera, record an initial cooling at ca. 15 Ma from the apatite partial retention zone (APRZ, ~80-60°C) at rates around 0.6 km/my. Detrital thermochronology of post-collisional sequences and modern river sediments also record these exhumation events. The we results can be related to more regional-scale tectonic processes including: the Late Oligocene rapid and frontal convergence between the newly formed Nazca plate and the continental South-American plate following the fragmentation of the former Farallon plate, the Middle Miocene collision of the Cretaceous-Eocene Panama Arc that triggered generalized exhumation-deformation widespread in the upper NW South-American plate, and the Middle to Late Miocene initiation of the Nazca subduction and installation of a Late Miocene-Pliocene flat-slab to the north. The latter is likely to represent the mechanism that triggered surface uplift in eastern Colombia and ongoing uplift-deformation of western coastal ranges and eastern foreland basins north of 5°N

Abstract not available

Nous présentons ici un travail qui combine des études de géochronologie, géochimie et géomorphologie sur l'île de la Martinique afin de contraindre l'évolution de l'activité volcanique de l'île. L'arc insulaire des Petites Antilles, double dans sa moitié nord, résulte de la subduction vers l'ouest de la plaque Atlantique sous la plaque Caraïbe à 2 cm/an. Grâce à sa position centrale où les deux branches nord se rejoignent, la Martinique est la seule île des Petites Antilles où l'histoire la plus complète de l'arc affleure. Nos âges K-Ar montrent que l'Arc Ancien a été actif de 25 à 21 Ma. L'Arc Intermédiaire s'est ensuite mis en place en milieu sous-marin puis subaérien entre 16 et 7 Ma. Au cours du Miocène, l'activité volcanique s'est déplacée vers l'ouest avec la mise en place de petits volcans monogéniques, alignés le long de failles, entre 3 Ma et 340 ka. Au même moment, le compartiment septentrional s'est édifié au niveau du volcan bouclier du Morne Jacob (5.5 – 1.5 Ma), du Complexe du Carbet (1 Ma – 322 ka), du Mont Conil (550 – 190 ka) et enfin de la Montagne Pelée. Nous avons mis en évidence l'étroite relation de l'évolution chimique des laves et des taux d'éruption avec les modifications de surface, ainsi que l'influence de la subduction de rides asismiques sur la migration et la répartition de l'activité volcanique à travers et le long de l'arc. En conclusion, notre compilation de 56 nouveaux âges K-Ar entre 26 Ma et 190 ka, nous permet de mieux contraindre les différentes phases volcaniques de l'île de la Martinique, et d'identifier des épisodes de forte production magmatique liés aux changements géodynamiques régionaux et/ou les événements d'effondrement de flanc.

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.

L'histoire géologique de la péninsule de Basse Californie et du golfe de Californie est intimement liée à l'évolution de la marge occidentale de la plaque nord-américaine au cours des 80 derniers millions d'années. Deux évènements géologiques remarquables ont eu lieu (a) au Mésozoïque, lorsque la plaque Farallon-Kula est entrée en subduction le long de la côte ouest de l'Amérique du Nord, et (b) au Cénozoïque moyen, lorsqu'une nouvelle activité magmatique est apparue, mettant en place les laves calco-alcalines de l'arc de Comondu. <br />Au cours du Néogène, l'activité magmatique de la partie centrale de la péninsule de Basse Californie subit un changement très important vers 12,5 Ma. Combinées aux résultats antérieurs, nos datations K-Ar nouvelles démontrent que le volcanisme calco-alcalin de l'arc de Comondu cède progressivement la place à des associations magmatiques inhabituelles liées à l'ouverture d'une fenêtre asthénosphérique. Les laves correspondantes se répartissent en six champs volcaniques (Jaraguay, San Borja, San Ignacio, Santa Rosalía, Santa Clara, La Purísima) mis en place du Miocène supérieur au Quaternaire, sur près de 600 km le long de la Basse Californie. Ces associations magmatiques comprennent : (1) les adakites mises en place entre 12,5 et 8,2 Ma dans les champs volcaniques de Santa Clara, Santa Rosalia et Jaraguay ; (2) les basaltes enrichis en Nb (NEB) des champs volcaniques de Santa Clara et Santa Rosalia (11,2 à 7,4 Ma); (3) les basaltes et les andésites basaltiques de composition tholéiitique, émis dans les champs volcaniques de La Purisima et San Ignacio entre 11,3 et 7,2 Ma et qui montrent une signature de subduction très atténuée ; (4) les trachy-basaltes alcalins de type OIB qui affleurent au nord-ouest de Jaraguay dans les mesas de San Carlos et Santa Catarina, mises en place entre 9,3 et 7,5 Ma ; et enfin (5) les basaltes magnésiens, les andésites basaltiques magnésiennes et les andésites magnésiennes ("bajaites") émis dans tous les champs volcaniques entre 14,6 et 5,3 Ma, et particulièrement, d'après nos datations isotopiques nouvelles, entre 8,5 et 3,8 Ma à Jaraguay et entre 3,7 et 1,8 Ma à San Borja. Finalement, au cours du Plio-Quaternaire, la mise en place de magmas de compositions très contrastées est aussi démontrée dans la péninsule et dans les îles du golfe de Californie comme celle de San Esteban que nous avons plus particulièrement étudiée.<br />La fusion des coins des lèvres de la fenêtre asthénosphérique, due à l'érosion thermique, permet la genèse de liquides adakitiques, qui réagissent avec le coin du manteau situé au-dessus de la plaque plongeante, ce processus étant à l'origine des sources des NEB et "bajaites". Ces liquides adakitiques se sont infiltrés dans le coin du manteau de Basse Californie, après la fin de la subduction de la jeune plaque océanique Farallon et pendant l'ouverture de la fenêtre sous la péninsule entre 12,5 et 8 Ma. La signature géochimique de la série des andésites magnésiennes (teneurs élevées en MgO, Cr, Co et Ni ; appauvrissement en terres rares lourdes et Y ; enrichissement important en Sr et Ba ; et appauvrissement relatif en Rb et Th par rapport aux autres éléments en trace très incompatibles) témoigne de l'origine de ces laves par déshydratation-fusion d'un manteau lithosphérique riche en pargasite, à des profondeurs d'environ 80 km. Ce processus a lieu à des températures supérieures à 1050-1075°C, ce qui reflète bien le flux thermique élevé existant dans le coin du manteau.<br />En résumé, nous proposons que la mise en place de ces associations magmatiques peu habituelles en contexte de subduction soit liée à l'ouverture d'une fenêtre asthénosphérique pendant le Miocène supérieur. Celle-ci résulterait de la déchirure de la partie jeune de la plaque plongeante Farallon, s'initiant à partir de la fenêtre de Californie préexistante et se propageant parallèlement à la fosse de subduction sur plus de 600 km. Le volcanisme adakitique plio-quaternaire du golfe de Californie et de sa marge occidentale serait le résultat de la fusion partielle, déclenchée par le flux thermique élevé accompagnant l'ouverture, de fragments de croûte océanique préalablement incorporés au sein du manteau lithosphérique lors de la déchirure de la plaque plongeante Farallon.

Ce mémoire présente une approche pluridisciplinaire, pétrologique, tectonique,<br />géochronologique par traces de fission, et géophysique, de l'évolution géodynamique de la zone<br />Piémontaise des Alpes occidentales (géotraverse Pelvoux-Dora Maira du programme GéoFrance<br />3D). La zone Piémontaise correspond à la juxtaposition de deux domaines tectonométamorphiques<br />métamorphiques majeurs:<br />-Les Schistes lustrés du Queyras présentent des chemins "pression-température" diversifiés mais<br />compatibles avec une évolution progressive dans les conditions du faciès des schistes bleus.<br />L'ensemble de ces unités a été enfoui à des profondeurs de 20 à 35 km avec des paléo-gradients<br />thermiques de 25 à 30°C/km.<br />-Les unités éclogitiques, correspondant au massif ophiolitique du Monviso et au complexe de<br />croûte continentale de Dora Maira, présentent des conditions métamorphiques hétérogènes avec<br />de fortes sautes en pression témoignant de profondeurs d'enfouissement supérieures à 50 km dans<br />un environnement thermique faible de 4 à 6°C/km.<br />Ces deux types de domaines sont interprétés comme différents niveaux d'une zone de subduction<br />intra-océanique, où les Schistes lustrés du Queyras, à forte composante sédimentaire et détritisme<br />océanique, sont assimilables à un prisme d'accrétion crustal tandis que les ensembles<br />éclogitiques correspondent à une portion d'un prisme profond constitué de péridotites hydratées,<br />associées à des morceaux de croûte océanique échantillonnés à différentes profondeur, le long du<br />plan de Benioff.<br />L'exhumation des schistes bleus et des éclogites s'effectue de façon diachrone, plus précoce pour<br />les schistes bleus que pour les éclogites, par des mécanismes différents, propres à la dynamique<br />interne de chacun des deux prismes, alors que la subduction est encore active. Ce n'est qu'à partir<br />de 30 Ma que l'édifice actuel de la zone Piémontaise est constitué et qu'il est mis en surface dans<br />un contexte strictement collisionnel sous l'effet combiné de l'érosion et de l'extension. Cette<br />extension syn-convergence débute dans les conditions du faciès des schistes verts et correspond<br />dans les domaines éclogitiques à une extension multi-directionnelle, localement cisaillante à<br />vergence Ouest, qui reflète l'exhumation par dénudation tectonique de l'ensemble des unités<br />éclogitiques. Par contre dans les Schistes lustrés du Queyras, les structures syn-schistes verts ont<br />été basculées vers l'Ouest de plusieurs dizaines de degrés au cours de l'exhumation. Le régime en<br />extension de la zone Piémontaise s'initie clairement alors que la chaîne est en raccourcissement<br />global, synchrone des grandes structures chevauchantes et de l'écaillage de la croûte européenne,<br />et se poursuit encore aujourd'hui alors que le système alpin est toujours en convergence.<br />La géométrie actuelle d'échelle crustale des zones internes se caractérise par la présence d'un coin<br />de manteau en position superficielle sous le massif de Dora Maira. Ce morceau de manteau<br />apulien, froid et rigide, a joué tout au long de la collision continentale, le rôle d'un indenteur<br />produisant l'écaillage de la marge européenne sous les zones internes. Ce poinçon mantellique,<br />est découpé en deux parties par l'intermédiaire d'un système de failles inverses verticalisées en<br />surface. Le découpage de ce butoir est à l'origine du partitionnement de la déformation récente à<br />actuelle des Alpes occidentales. L'extension syn-convergence dans la zone Piémontaise est la<br />conséquence du poinçonnement vertical généré par le racourcissement NW / SE enregistré à<br />l'échelle des plaques.<br />Mots clés: Alpes occidentales, zone Piémontaise, métamorphisme HP-BT, subduction intraocéanique,<br />exhumation, extension syn-convergence, indenteur mantellique.

La distribution spatiale des massifs UHP/BT montre que leur exhumation est un phénomène 3D qui a lieu uni-quement dans des zones particulières des chaînes de montagnes caractérisées par une complexité structurale et/ou géométrique. Dans les expériences de modélisation thermomécanique 2D de la subduction continentale en régime de faible compression, nous obtenons l'exhumation de roches HP depuis des profondeurs d'environs 70 km. La croûte continentale subduite plus profondément dans l'asthenosphere devient trop chaude (peu résis-tante). Elle se détache du manteau continental subduit, flue verticalement et se sous plaque sous la plaque chevauchante. La subduction continentale en régime de forte compression peut provoquer la rupture de la plaque chevauchante dans l'arc volcanique ou le bassin arrière arc aboutissant à la subduction du bloc avant arc ou de la plaque d'arc. La croûte continentale subduite avec ces unités peut atteindre 200 km de profondeur en étant gui-dée par ces unités et le manteau continental subduit. Dans ces conditions, la croûte est soumise aux conditions UHP/BT, mais elle ne peut pas être exhumé dans un contexte 2D. Nous montrons numériquement en 3D, que la subduction le long d'une frontière de plaques convexe entraîne localement dans la plaque chevauchante une extension horizontale parallèle à la frontière qui provoque localement le retrait du front de cette plaque et la réduction de la pression inter plaque. En imposant cette déformation extensive à la plaque chevauchante dans un modèle expérimental thermomécanique 3D nous avons obtenus l'exhumation locale des roches UHP/BT et avons pu étudier en détails son mécanisme.

Dans les zones de subduction, le recyclage de sédiments vers le manteau et la remontée de magmas depuis le manteau jusqu'à la croûte des arcs insulaires représentent des échanges de matière entre la croûte continentale et le manteau terrestre. Nous avons examiné ces échanges de masse en utilisant les compositions isotopiques de l'Hafnium et du Néodyme. Dans la zone de subduction d'Izu-Mariannes, les sédiments subduits présentent des compositions isotopiques de l'Hf et du Nd équivalentes aux compositions de l'eau de mer du Pacifique. La croûte océanique altérée présente des compositions isotopiques identiques à une croûte océanique non-altérée. Dans les zones de subduction de Luzon et de Java, les laves d'arc présentent des compositions isotopiques de l'Hf très radiogéniques par rapport à leurs compositions isotopiques du Nd. Ces compositions des laves d'arc de Luzon et de Java semblent conditionnées par la contamination de leurs sources par des sédiments océaniques subduits.

1 ° partie: Géométrie et cinématique de la subduction égéenne. Utilisant le fichier de séismes localisés parl'ISC, nous avons effectué un tri (fonction du nombre de lectures, de la couverture azimutale, des ondes pP etc ... ) concernant les séismes subcrustaux. Ce tri nous permet de définir une géométrie précise de la subduction, peu pentée sur environ 150 km, puis plongeant avec un angle de 45° jusqu'à 150 km de profondeur. Cette géométrie, qui n'est pas symétrique, est en accord avec le modèle cinématique de McKenzie . Les vecteurs glissements des mécanismes principaux, le long de l'arc, montre une grande dispersion pour les mécanismes crustaux, mais une direction moyenne similaire à celle du rapprochement Europe-Afrique pour les séismes intermédiaires. 2° partie: Structure en vitesse sous le Péloponnèse. L'inversion des temps d'arrivée de séismes locaux, enregistrés dans un réseau couvrant le Péloponnèse, montre une grande stabilité des résultats quelque soit le type d'onde considéré. Les anomalies de surface sont représentatives de la géologie de surface. Dans la croûte nous retrouvons la direction NW-SE, correspondant aux grandes unités structurales. Sous la croûte, une anomalie rapide peut être associée à la lithosphère plongeante. 3° partie: Structure en atténuation sous le Péloponnèse. Nous avons calculé le facteur Qc à partir de la décroissance de l'amplitude de la coda de séismes locaux enregistrés sous forme numérique dans le Péloponnèse. Une régionalisation du facteur Qc met en évidence une atténuation plus élevée sous le Péloponnèse que sous les bordures, ceci traduit probablement le passage d'une croûte amincie à une croûte épaisse. La variation de Qc avec la fréquence suit une loi de la forme Q, =73.5±34.5f.05±.11 similaire à ce qui est observé dans les régions à tectonique active.

La sismicité de la terminaison Nord-Ouest de l'Arc égéen est analysée à partir de données microsismiques. Celles-ci ont été recueillies par 52 stations qui ont fonctionné, en été 1989, sur les îles Ioniennes, en Acarnanie et en Epire. 656 microséismes ont été localisés et 128 solutions focales construites. La région étudiée constitue la zone de transition entre subduction océanique égéenne (au Sud de Céphalonie) et subduction continentale adriatique (au Nord de Zante). L'activité microsismique y est superficielle (0-40 km). Les microséismes observés à l'Est de Zante (z = 30-40 km) sont associés à la subduction océanique égéenne. Au Nord de Zante, la subduction continentale adriatique est sismiquement peu marquée ; les microséismes profonds (15- 40 km) jalonnent. en particulier, les failles N160° sénestres du couloir étolien et l'accident N20° dextre de Lixourion-Leucade. Le jeu de cette structure se manifeste sur Céphalonie par la présence de microséismes le long de la faille d'Ano-Angon ; ce jeu est, par ailleurs, associé à l'activité microsismique de la faille de l'Ainos. L'analyse des mécanismes focaux microsismiques par la méthode des dièdres droits révèle l'existence d'un raccourcissement horizontal profond N65° - N80° affectant la zone étudiée. Dans les premiers kilomètres de la couverture sédimentaire, les solutions focales indiquent la présence d'étirements de nature et d'orientations variées. En profondeur, au raccourcissement ENE-WSW, s'ajoute un étirement horizontal perpendiculaire. Tout se passe comme si un bloc apparemment asismique limité par le décrochement de Lixourion-Leucade, le couloir étolien et les failles normales du golfe Ambracique, subissait un mouvement vers le Sud. Le raccourcissement se traduit par les jeux dextre inverse du décrochement de Lixourion-Leucade et sénestre des failles du couloir étolien. D'autre part, les solutions focales microsismiques indiquent l'ouverture N-S du fossé d'Agrinion (lac Trikhonis) qui est connectée, par le jeu sénestre des failles du couloir étolien, à celle (apparemment asismique) du golfe Ambracique.