L'analyse dans des dépôts anciens des isotopes cosmogéniques in-situ, déjà largement employés dans les sédiments de rivières actuelles, a le potentiel de fournir des enregistrements haute résolution, sur des échelles de temps de 10 Ma, de taux de dénudations intégrés sur des bassins versant entiers. Nous avons étendu avec succès cette méthode à des sédiments des piedmonts du Tian-Shan (Chine) et de l'Himalaya (collines Siwaliks, Népal). Ces deux zones sont au coeur de débats sur l'évolution des relations climat/érosion/tectonique depuis ~10 Ma. Quatre sections au Tian-Shan, couvrant ~9 Ma, et une large étendue spatiale autour de cette chaîne, ne montrent pas de brusque accélération de l'érosion il y a ~3-5 Ma. Au contraire, nous observons à l'échelle régionale une augmentation progressive (x 4 entre 9 et 4 Ma) puis une stabilisation entre 4 Ma et l'actuel. Ces résultats suggèrent une influence limitée des cycles glaciaires quaternaires sur les taux d'érosion dans cette zone. Un enregistrement dans les sédiments himalayens ne montre également pas d'augmentation significative de l'érosion depuis ~6.5 Ma. Il est en revanche probablement le témoin de réorganisation des systèmes de drainages et d'évolutions tectoniques dans cette région. Avec ces études, nous avons ainsi pu produire pour la première fois des enregistrements haute résolution de taux d'érosion depuis ~10 Ma, grâce aux isotopes cosmogéniques. Cette méthode étant potentiellement applicable dans de nombreux contextes géologiques et climatiques, elle permettra indubitablement des avancées importantes dans la compréhension des processus de surface actuels et passés / In-situ cosmogenic nuclides analysis in ancient sediment could potentially provide high-resolution records of denudation rates, integrated over whole drainage basins, and on several million-year time scales. We successfully extended this method to sediments from the Tianshan (China), and the Himalayas (Nepal) piedmonts. These two areas are at the core of ongoing debates on climate-erosion-tectonics relationships since ~10 Ma. Four sections in the Tianshan, covering ~9 Myr and a broad spatial extent around this range, do not display a brutal increase in denudation at 3-5 Ma. On the other hand, they show at the regional scale a progressive increase (x4 between 4-9 Ma) and a subsequent stabilization since ~4 Ma. These results suggest a limited influence of Quaternary glaciations on erosion in this region. One section in the Himalayan piedmont (Siwaliks hills), neither display any significant increase since ~6.5 Ma that would be link to a major climatic shift. It has nevertheless probably recorded reorganizations of the drainage system and tectonics evolutions in this region. With these studies, we were able to produce the first cosmogenic nuclides-based high resolution records of denudation rates over 10 Myr. This method being potentially applicable in many geological and climatic settings, it will indubitably allow further advances in our understanding of past and present surface processes

Le Tianshan est une orogène intracontinentale de près de 2000 km de long. Cette chaîne accommode jusqu'à 40% de la convergence entre l'Inde et l'Eurasie, jouant ainsi un rôle fondamental dans l'évolution de la déformation en Asie. De plus, malgré cette déformation intense et ses hauts reliefs, sa topographie reste irrégulière avec de nombreux bassins intrachaîne préservés. Elle représente ainsi un cas remarquable pour l'étude des processus orogéniques dynamiques hors équilibre et constitue une zone clé pour l'étude de la déformation en Asie. Depuis le début du Pléistocène, une aridité prononcée a permis une préservation de nombreux marqueurs morphologiques. Ces marqueurs ont localement subi des déformations d'origine tectonique. Ainsi, la datation par isotopes cosmogéniques de ces marqueurs et la quantification du raccourcissement à l'origine de leur déformation, a permis de connaître précisément les vitesses de raccourcissements quaternaires de nombreuses structures actives au travers l'ensemble du Tianshan oriental. À cela s'ajoutent ponctuellement des études des vitesses de raccourcissement depuis le Néogène, basées sur la modélisation géométrique de strates syntectoniques. Ces mesures nous ont permis de mieux contraindre les taux de déformation sur les piémonts Nord et Sud de la chaîne mais également dans le bassin intrachaîne de Bayanbuluk. Sur la base de ces observations, je propose que les vitesses observées actuellement par les mesures GPS ne soient acquises par la chaîne que depuis ~150 à 200 ka. Nous démontrons aussi qu'au minimum 15% du raccourcissement est accommodé dans les parties internes de la chaîne. Je soutiens ainsi l'hypothèse que cette chaîne reste dans un stade de croissance immature et hors-équilibre / The Tianshan range is a 2000-km-long tectonically active mountain range. The Tianshan plays a major role in the India-Asia collision since it presently accommodates up to 40% of the total convergence between those two continents. Despite this intense deformation, the topography of the range shows series of high elevated range separated by flat intermountain basins. This range is therefore a remarkable case of example to study orogenesis processes and remains a key area to better understand how the deformation related to the India collision has been distributed through the Asian continent. Enhanced aridity since Pleistocene has moreover remarkably preserved alluvial terraces and fans which may have recorded the deformation enabling the quantification of the tectonic rates during the Quaternary period. Therefore, using Terrestrial Cosmogenic Nuclide we have dated several alluvial surfaces and analyzed their deformation using D.E.M. or high resolution DGPS measurements. Hence, in the eastern Tianshan we quantify the quaternary shortening rates across several structures located in the Northern and Southern foreland piedmonts but also within the range in the intermountain Bayanbuluk basin. Moreover, when possible we have also derived the Neogene shortening rates from geometric modeling of syntectonic strata. Our results highlight the recent acceleration of the eastern Tianshan since ~150-200 ka. We also show that a significant proportion (>15%) of the whole deformation is accommodated within the range while the remaining part is distributed between the different thin skin tectonic structure in the piedmonts. This result supports the hypothesis that the range is out of equilibrium and an in-building stage of deformation

La chaîne du Tianshan s'étend sur ~2800 km en longitude et sépare deux bassins désertiques d'Asie Centrale, le Tarim au sud et le Junggar au nord. Ses reliefs élevés (>7000 m) sont issus d'une réactivation cénozoïque due à la collision<br />Inde-Asie. Cette chaîne forme ainsi une barrière naturelle aux courants atmosphériques d'Asie Centrale et sa surrection a dû avoir un impact sur l'évolution climatique durant le Néogène. Son évolution morphologique est contrôlée par la tectonique et le climat, à plusieurs échelles de temps et d'espace. Le Tianshan est donc un objet naturel pour l'étude des interactions Orogenèse-Climat-Erosion. Le piedmont nord du Tianshan est formé de plis d'avant-pays incisés par des rivières, mettant à l'affleurement des séries fluvio-lacustres cénozoïques des bassins de piedmont, issues de l'érosion de<br />la chaîne. Une étude sédimentologique (faciès, matière organique-MO et minéraux lourds-ML) a été menée trois sites Jingou He, Kuitun He et Ebi Nor, afin de reconstituer les paléoenvironnements depuis 25 Ma. Il a été montré que la composition organique des sédiments n'est pas liée aux environnements sédimentaires. De plus, les palynofaciès exposent des variations climatiques globales, comme les périodes d'aridification connues en Asie Centrale à ~15, 8 et 3 Ma, ainsi que des variations régionales sur le piedmont nord. La confrontation des résultats avec ceux de l'étude du magnétisme des roches permet d'apporter des informations supplémentaires : les variations climatiques sur le piedmont nord seraient dues soit à la tectonique (~20,5; 15,5; 11,5 et 4,5 Ma), soit au climat (~20,5; ~17,5; ~13,8; ~9-8,8; ~4,5 et ~1,2 Ma).<br />L'étude sédimentaire des séries néogènes du bassin du Junggar révèle que 1) les palynofaciès permettent de décrire l'évolution des environnements, en terme de degré d'humidité/aridité, cela malgré les faibles contenus organiques, 2) la confrontation avec d'autres paramètres permet de proposer une origine tectonique ou climatique aux changements environnementaux, 3) la corrélation entre les 3 sites d'étude montre que ces variations sont au moins d'échelle régionale.

En Asie centro-orientale (Xinjiang nord), l'orogène paléozoïque du Tianshan sépare les blocs du Tarim et du Junggar. Trois unités y sont distinguées : le Tianshan sud, constitué de nappes gneissiques et ophiolitiques siluriennes ; le Tianshan central, caractérisé par un arc volcanique ordovicien et des flyschs siluriens sur un socle protérozoïque ; le Tianshan nord, représenté par un arc volcanique calco-alcalin dévono-carbonifère.<br />L'étude structurale du Tianshan centro-occidental et de la bordure orientale du Junggar a permis de préciser la chronologie et la cinématique des déformations responsables de la structuration paléozoïque controversée de cette région. A part une phase de déformation anté-sinienne D1 reconnue dans le socle protérozoïque des Tianshan sud et central, trois déformations ont été distinguées. La première, D2, à vergence nord, est considérée comme contemporaine de la mise en place des ophiolites de Mishigou au nord du Tianshan central et des ophiolites de Kumux dans le Tianshan sud. L'âge de D2, compris entre le Dévonien moyen et le Dévonien supérieur, est contraint par les âges (Dévonien inférieur) des mélanges et par la discordance du Carbonifère inférieur. Une déformation D3, d'âge Carbonifère moyen-supérieur, est divisée en deux stades : le premier, à vergence sud, est observée le long de la limite entre le Junggar et le bloc Sibérie ; le second, à vergence nord est responsable du développement de plis et de chevauchements dans l'unité du Tianshan nord. Elle serait contemporaine de l'accrétion du bloc du Junggar avec l'arc du Tianshan nord. Enfin, une phase décrochante D4 a affecté tout le pourtour du bassin du Junggar entre 290 et 245 Ma. Dextre dans tout le Tianshan, elle est globalement senestre dans l'Altay chinois et accommode les rotations relatives des blocs du Junggar, du Tarim et de l'Eurasie. <br />En conclusion, les nouvelles données structurales et géochimiques exposées dans ce travail sont synthétisées dans un modèle géodynamique retraçant l'histoire de cette région de l'Asie entre le Cambrien et le Permien, marquée par l'accrétion successive des blocs continentaux et des arcs impliqués.

Das Tianshan-Gebirge, als „Wasserturm“ Zentralasiens, hat entscheidenden Einfluss auf die Wasserressourcen der Region. Untersuchungen von 1950 bis 2016 zeigen, dass der Jahresniederschlag in den meisten Teilen des Gebirges zunahm, außer im westlichen Tianshan, wo er abnahm. Es gibt hoch- und niedrigfrequente Schwankungen im Niederschlag mit 3-, 6-, 12- und 27-jährigen Quasiperioden. Auf Dekadenskala gab es zwei Trockenperioden (1950–1962, 1973–1984) und zwei Feuchtperioden (1962–1972, 1985–2016). Seit 2004 ist eine kontinuierliche Feuchtezunahme zu verzeichnen. Zusammenhänge wurden zwischen Zirkulationsmustern und dem Niederschlag identifiziert. Das East Atlantic-West Russia (EATL/WRUS)-Muster korreliert positiv mit dem Winter-Niederschlag. Das Scandinavia (SCAND)-Muster beeinflusst den Sommerniederschlag. Das Silk Road-Muster (SRP) war im Zeitraum 1964-1984 relevant. Die Feuchtigkeitsquellen für den Tianshan-Niederschlag stammen zu 93,2% von kontinentalen Quellen und nur begrenzt aus dem Ozean. Zentralasien ist die Hauptfeuchtequelle für das Gebirge. Im westlichen Tianshan kommt die Feuchtigkeit hauptsächlich von Zentralasien von April bis Oktober und von Westasien von November bis März. Im östlichen Tianshan tragen Ost- und Südasien sowie Sibirien konstant zur Feuchtigkeit im Sommer bei. Der Beitrag der Feuchtigkeit aus dem Nordatlantik zum Sommerniederschlag im nördlichen, zentralen und östlichen Tianshan zeigt einen abnehmenden Trend, obwohl dieser Beitrag ohnehin begrenzt ist. In Monaten mit extremem Winterniederschlag stammt die größte Zunahme der Feuchtigkeit im westlichen Tianshan aus Westasien, während Europa einen wichtigen Beitrag zu den extremen Winterniederschlägen im nördlichen Tianshan leistet. Im östlichen Tianshan ist die Feuchtigkeitszufuhr aus Ost- und Südasien sowie aus Sibirien während der extremen Niederschlagsmonate sowohl im Winter als auch im Sommer erhöht. / The Tianshan Mountains, the "water tower" of Central Asia, are crucial water sources. Precipitation variability and water vapor transport impact water distribution. The study assessed 1950-2016 precipitation using Mann-Kendall tests and EEMD on GPCC data. Multi-timescale precipitation variations were analyzed with NCEP/NCAR reanalysis, and moisture sources during 1979–2017 with ERA–Interim data. Most of Tianshan had increasing annual precipitation, except Western Tianshan, which experienced a downtrend. Precipitation exhibited 3- and 6-year cycles and 12- and 27-year cycles. On the decadal scale, two dry and two wet periods occurred, with continuous humidification since 2004. A significant positive correlation was found between East Atlantic-West Russia EATL/WRUS circulation pattern and winter precipitation. SCAND influenced Tianshan's summer precipitation, with a wet period after 1988 due to enhanced water vapor flux. SCAND and EAP strengthened water vapor fluxes to Tianshan. SRP impacted Tianshan's summer precipitation during 1964–1984. About 93.2% of Tianshan's moisture comes from continental sources. Central Asia dominates moisture supply. Western Tianshan receives moisture mainly from Central Asia (April to October) and Western Asia (November to March). Almost 13.0% of Eastern Tianshan's summer moisture originates from East and South Asia and Siberia, with steady contributions. Moisture from the North Atlantic Ocean to summer precipitation in Northern, Central, and Eastern Tianshan shows a decreasing trend, but limited overall contribution. Extreme winter precipitation in Western Tianshan is linked to moisture from West Asia. Europe significantly contributes to extreme winter precipitation in Northern Tianshan. Eastern Tianshan sees enhanced moisture from East and South Asia and Siberia during extreme precipitation months in winter and summer.

Le Tianshan est une des chaînes majeures d'Asie qui s'étend sur près de 2500 km de longitude avec des reliefs supérieurs à 7000 m. Il s'agit de l'orogène intracontinental le plus actif au monde issu d'une accrétion initiale au Paléozoïque suivie d'une réactivation majeure au Cénozoïque en réponse à la collision Inde-Asie. Mais l'âge exact d'initiation de la déformation cénozoïque reste mal contraint, ce qui est un obstacle important à la compréhension et à la détermination de l'évolution de la déformation en Asie. Les piémonts Nord et Sud du Tianshan sont constitués par deux remarquables prismes d'avant chaîne où les sédiments permiens au quaternaires des bassins flexuraux adjacents de Kuche et de la Junggarie sont très bien exposés. L'histoire de la construction du Tianshan peut être déterminée grâce à une étude de l'enregistrement sédimentaire facilement accessible au niveau des piémonts.<br />Ainsi, nous avons réalisé trois études magnétostratigraphiques le long des coupes de la Kuitun et de la Jingou He au Nord et le long de celle de Yaha au sud pour lesquelles nous avons identifié respectivement 16, 22 et 18 chrons magnétiques que nous avons corrélés à l'échelle de référence donnant des âges compris entre, 3.1 et 10.5 Ma, 8.5 Ma et 22 Ma et 5.2 et 12.6 Ma respectivement. Les vitesses de sédimentations déduites de ces corrélations montrent une accélération à ~11 Ma sur la coupe de Yaha et celle de la Jingou He qui présente également une accélération antérieure à ~15 Ma alors que les vitesses restent stables depuis ~10 Ma sur la coupe Kuitun. Nous avons également réalisé des études de la minéralogie magnétique et des mesures de l'ASM qui montrent des changements importants de la susceptibilité magnétique (Κ) et du paramètre de forme (T) à 21, 15 et 11 Ma sur les deux piémonts. A partir des changements de vitesses de sédimentation, contraint par ailleurs par ceux des paramètres magnétiques, nous pensons que la surrection du Tianshan a probablement débuté vers 15 Ma puis s'est accélérée à ~11 Ma, ce qui est cohérent avec les études précédentes réalisées sur la zone suivant d'autres méthodes.<br />A partir de modèles structuraux des piémonts et des basins de la Junggarie et de Kuche, associés aux âges magnétostratigraphiques et à des datations U-Th/He de grains d'apatites et zircons détritiques , nous déterminons également: (1) l'âge d'activation et les vitesses de déformation de certaines structures des piémonts, (2) les flux et vitesses sédimentaires et (3) l'évolution des taux d'érosion. Nous discutons et décrivons ainsi l'évolution cinétique et cinématique des piémonts et de la haute chaîne.

Le Bloc de Yili est un domaine triangulaire limité par les branches nord et sud du Tianshan<br />Chinois occidental. Il est considéré comme un micro-continent avec un substratum précambrien<br />qui se prolonge vers l'Ouest au Kazakhstan, mais ses limites ne sont pas claires. Le Bloc de Yili<br />est important pour comprendre l'évolution géodynamique du Tianshan Paléozoïque qui résulte de<br />processus de subduction et collision polyphasés. Classiquement, la chaîne du Tianshan est divisée<br />en trois domaines: le Tianshan Nord, le Tianshan Central et le Tianshan Sud. Mais nos travaux<br />structuraux, géochimiques et paléomagnétiques suggèrent que ces domaines et leurs limites<br />doivent être redéfinis.<br />Le bloc de Yili était auparavant considéré comme l'extension vers l'Ouest du Tianshan<br />Central. En fait, il s'agit d'un arc magmatique Dévonien-Carbonifère situé sur un socle continental<br />protérozoïque et une plate-forme sédimentaire du Paléozoïque inférieur. Des roches volcaniques<br />d'âge Carbonifère sont très répandues sur les bordures du bloc de Yili. Leurs caractéristiques<br />pétrologiques et géochimiques montrent 1) qu'il s'agit surtout d'andésites, de rhyolites et plus<br />rarement de basaltes appartenant à la série calco-alcaline, 2) que les importantes anomalies en Nb<br />et Ta s'accordent avec des magmas liés à une subduction, 3) que les dicriminations fondées sur les<br />HFSE placent ces roches dans le champ des arcs continentaux. Les études isotopiques Rb-Sr et<br />Sm-Nd indiquent que ces roches magmatiques sont issues d'un réservoir magmatique situé dans le<br />manteau appauvri. En considérant les formations sédimentaires de faible profondeur associées au<br />magmatisme, on suggère que les roches magmatiques carbonifères se sont formées sur une marge<br />continentale active. Des datations, par ICP-MS ablation laser, de zircons issus de roches<br />volcaniques et granitiques de l'ensemble du bloc de Yili, indiquent des âges compris entre 389 et<br />310 Ma, c'est à dire fini Dévonien moyen à Carbonifère supérieur.<br />La limite Nord du Bloc de Yili est représentée par les turbidites du Carbonifère supérieur et le<br />mélange ophiolitique de Bayingou-Motuogou qui constituent le Tianshan Nord. Les données<br />pétrologiques et géochimiques suggèrent que les turbidites et le mélange ophiolitique représentent<br />un complexe de subduction. Le mélange ophiolitique résulterait d'une tectonique intraocéanique<br />suivie de resédimentation et de déformation pendant la subduction du bassin océanique du<br />Nord-Tianshan qui existait au moins depuis le Dévonien supérieur-Carbonifère inférieur d'après<br />les faunes de radiolaires des cherts ophiolitiques. Les données structurales, pétrologiques,<br />géochimiques et géochronologiques sur le mélange ophiolitique et les turbidites sont en faveur<br />d'une subduction du bassin océanique de Nord-Tianshan vers le Sud, est responsable de la<br />formation de l'arc magmatique de Yili. Comme ce complexe de subduction a été redéformé et<br />charrié vers le Nord sur le bassin Cénozoïque du Junggar, la véritable suture du Nord Tianshan est<br />cachée par les chevauchements cénozoïques. La prolongation orientale du Nord Tianshan se<br />trouve dans l'arc de Bogda qui est composé de sédiments carbonifères, de volcanites et de<br />granitoides. De nouvelles données géochimiques dans la région de Houxia indiquent que les<br />dolérites, andésites et dacites rhyolitiques sont des volcanites d'arc d'affinité calco-alcaline. La<br />cohérence temporelle et la corrélation spatiale entre le complexe de subduction du Tianshan Nord et l'arc de Bogda suggèrent que la suture du Tianshan Nord se prolonge vers l'est, où elle serait<br />cachée sous l'arc de Bogda par le chevauchement tertiaire.<br />La limite sud du bloc de Yili est une zone complexe polydéformée qui contient des roches<br />métamorphiques de haute-pression (HP), des mélanges ophiolitiques, un socle fait de roches<br />métamorphiques crustales et de roches sédimentaires de plate-forme, le tout affecté par des<br />décrochements. L'étude géologique détaillée le long de la rivière Kekesu révèle l'existence d'une<br />déformation ductile à faible pendage et dirigée vers le nord qui affecte des roches océaniques<br />métamorphisées dans des faciès de HP (schistes bleus et éclogite) et des roches continentales<br />interprétées comme la bordure méridionale du bloc de Yili. Des preuves d'une déformation ductile<br />extensive dans le faciès schiste vert sont également rencontrées le long de la Rivière Kekesu. Des<br />datations Ar/Ar par sonde laser de micas blancs dans des métapélites issues de schistes bleus<br />rétromorphosés et de quartzites dans le faciès schiste verts donnent des âges compris entre 330 et<br />315 Ma qui sont interprétés comme l'âge de la fin de l'exhumation des roches de HP. La formation<br />des roches de HP a été interprétée comme associée à une subduction vers le nord de l'océan du<br />Tianshan, également responsable du magmatisme d'arc de la partie sud de Yili. Cependant,<br />comme le magmatisme d'arc du bloc de Yili est significativement plus jeune que le pic du<br />métamorphisme prograde (antérieur à 350 Ma) et même que la rétromorphose, et que l'analyse<br />cinématique indique un mouvement vers le Nord, cette interprétation n'est pas étayée par nos<br />données. Par ailleurs, la structure de la rivière Kekesu est en accord avec les données cinématiques<br />vers le nord observées dans la région de Mishigou et Gangou, plus à l'Est. Cette dernière<br />correspond à la suture entre le Tianshan Nord et Central. Dans le Tianshan Central, au sud du<br />complexe métamorphique de HP, il n'existe pas d'arc magmatique Carbonifère, mais un arc<br />Ordovicien -Silurien et des turbidites du même âge. Des calcaires et des grès du Carbonifère<br />inférieur recouvrent en discordance l'arc d'âge Paléozoïque inférieur. Des roches métamorphiques<br />protérozoïques représentent le substratum de cet arc.<br />Dans les régions de Aheqi, Wushi, Heiyingshan, sur le versant sud du Tianshan, on rencontre<br />un mélange ophiolitique contenant des blocs de gabbros datés à 390 Ma avec une signature<br />géochimique de bassin d'arrière arc. Par ailleurs, l'évolution de la plate-forme carbonatée du<br />Tianshan Central vers des roches siliceuses (cherts rubanés et pélites siliceuses) suggère un<br />approfondissement de cette marge continentale pendant le Dévonien. Ces données s'accordent<br />avec l'existence d'un bassin marginal entre le Tianshan Central et le Tarim. Les observations de<br />terrain suggèrent que le mélange est charrié du Sud vers le Nord sur les séries carbonatées<br />dévoniennes du Tianshan Central. Cette déformation ductile s'est produite avant le dépôt des<br />séries terrigènes et carbonatées du Carbonifère inférieur-moyen qui recouvrent en discordance le<br />mélange ophiolitique et son substratum tectonique. Il faut cependant remarquer que les séries<br />carbonifères sont déformées par des plis, parfois synschisteux, à vergence Sud. Mais l'âge de cette<br />déformation n'est pas établi avec certitude. Il est peut-être Cénozoïque, mais des âges compris<br />entre le Permien et le Paléocène ne peuvent pas être définitivement écartés. Ces observations sont<br />en bon accord avec celles de la région de Kulehu et de Kumux-Yushugou. Ce mélange<br />ophiolitique correspond au Tianshan sud, il a été souvent interprété comme des klippes déplacées<br />du Nord vers le Sud. Dans notre interprétation, il est au contraire issu d'une suture méridionale qui<br />sépare le Tianshan du Tarim.<br />Les deux limites nord et sud du bloc de Yili ont été redéformées par les décrochements<br />permiens. Les turbidites du Tianshan Nord sont affectées par une foliation verticale et une linéation horizontale associée à une cinématique dextre. Nos datations Ar/Ar sur roche totale<br />indiquent un âge de 270 Ma qui correspond au mouvement de la faille du Tianshan Nord. Ceci<br />s'accorde avec les données disponibles sur la Faille Principale du Tianshan (MTSF) où les<br />datations se distribuent entre 280 et 250Ma. Les failles de Nalati et de Qinbulak recoupent la<br />limite entre les blocs de Yili et du Tianshan Central. Nos observations en plusieurs points entre<br />Kekesu, Laerdun, Sanghuyanzi confirment la cinématique dextre. Ces mouvements coulissants<br />sont associés à un magmatisme intraplaque, représenté par des granites alcalins, des basaltes<br />tholéiitiques continentaux, et des roches volcaniques acides. Les décrochements permiens<br />apparaissent comme complètement indépendants de la tectonique de convergence N-S du<br />Paléozoïque pré-permien. Ces coulissements jouent un grand rôle dans l'architecture finale du<br />Tianshan.<br />Afin de mieux contraindre les mouvements coulissants d'âge Permien, des données<br />paléomagnétiques ont été acquises sur des roches d'âge Ordovicien, Carbonifère et Permien dans<br />le bloc de Yili et les régions voisines. Plus de 500 échantillons de roches volcaniques et<br />sédimentaires ont été prélevés sur 61 sites. Les études magnétiques (minéralogie, démagnétisation,<br />etc...) montrent que les porteurs de l'aimantation sont la magnétite et l'hématite. Après une étude<br />soignée des caractéristiques de l'aimantation rémanente dans la région de Zhaosu, Xinyuan et<br />Gongliu, deux pôles pour le Carbonifère supérieur (C2) et Permien supérieur (P2) sont calculés<br />pour le bloc de Yili. La comparaison de ces pôles C2 et P2 avec ceux du même âge disponibles<br />pour le Tarim, le Junggar et la Sibérie indique 1) qu'il n'y a pas de mouvement différentiel<br />significatif entre le Bloc de Yili et le Junggar depuis le Carbonifère terminal ; 2) qu'il n'y a pas de<br />mouvement latitudinal significatif entre ces blocs depuis le Carbonifère supérieur ; 3) qu'il existe<br />des rotations anti-horaires d'environ 46± 15° et 32±15° entre l'ensemble Yili-Junggar par rapport<br />au Tarim et à la Sibérie entre C2 et P2. Ces rotations sont accommodées par les décrochements<br />dextres le long des failles bordières nord et sud du bloc de Yili et par le décrochement senestre de<br />l'Irtish dans l'Altaï. Il en résulte un mouvement relatif d'environ 1000 et 600 km sur ces deux<br />failles.<br />Finalement, en tenant compte des déformations Cénozoïques liées à la collision Inde-Asie, un<br />modèle simple de l'évolution du bloc de Yili et de l'ouest du Tianshan chinois est proposé.<br />Pendant l'Ordovicien et le Silurien inférieur, un bassin océanique appelé l'Océan Tianshan existait<br />entre le Tianshan Central et le Bloc de Yili. Cet océan a commencé à se fermer par subduction vers<br />le Sud pendant l'Ordovicien supérieur et le Silurien inférieur en produisant l'arc du Tianshan<br />Central. Entre le Silurien moyen et le Dévonien moyen, l'Océan Tianshan continue de se fermer.<br />La subduction océanique est suivie par la subduction continentale du Bloc de Yili sous le Tianshan<br />Central qui est responsable de la formation des roches métamorphiques de HP. Simultanément à la<br />fermeture de l'Océan Tianshan, une mer marginale s'ouvre au sud du Tianshan Central pendant le<br />Dévonien inférieur à moyen. Pendant le Paléozoïque inférieur, les dépôts de grès et de calcaires<br />suggèrent que la marge nord du bloc de Yili était une marge passive. Entre le Dévonien moyen et<br />le Carbonifère inférieur, à cause de la fermeture de l'Océan Tianshan, les blocs de Yili et du<br />Tianshan Central sont soudés pour former une seule masse continentale. A ce moment là, les<br />roches de HP sont exhumées. La fermeture du bassin d'arrière arc est associée au charriage du<br />mélange ophiolitique du Tianshan Sud. Simultanément, la subduction vers le sud d'un bassin<br />océanique, appelé océan Nord Tianshan est responsable de la formation de l'arc magmatique de<br />Yili et du complexe de subduction du Tianshan Nord. La subduction de l'Océan Nord Tianshan s'achève au Carbonifère supérieur quand se produit la collision entre le Bloc de Yili et le Junggar.<br />A la fin du Carbonifère, la convergence sub-méridienne (par rapport aux coordonnées actuelles)<br />est achevée. Tous les blocs continentaux sont alors soudés. Au Permien, les décrochements dextres<br />d'ampleur plurikilométrique perturbent la géométrie initiale. Par exemple, la continuité de l'arc du<br />Tianshan Nord-Bogda est détruite.

Cette étude vise à caractériser des fragments clés d’une interface de subduction fossile affleurant dans la Ceinture Métamorphique du Sud-Tianshan (Chine). Nous étudions les processus de subduction au travers de la profondeur critique de ~80 km, au-delà de laquelle la géophysique et les modèles prévoient un changement du couplage mécanique, et les roches océaniques ne sont normalement pas exhumées. Ce travail s’intéresse au Complexe Métamorphique Akeyazi (AMC), un épais empilement de roches métavolcanoclastiques enveloppant des écailles éclogitiques, exposé sur ~30 km dans la vallée de Kebuerte, et préservant de nombreuses reliques de coésites. L’étude structurale révèle que l’AMC est un dôme métamorphique consistant de plusieurs nappes cohérentes d’ampleur kilométrique avec des histoire P-T-t-d distinctes. 4 unités sur 6, i.e. UH (2.75 GPa/480-560°C), EB (2.1/505), MU (1.45/485) et GT (>0.7-1.0/470-520) ont été subduites à des profondeurs de ~85, 65, 45 et 30 km respectivement. La déformation rétrograde des unités, liée à leur exhumation, est caractérisée par des bandes de cisaillement top vers le Nord au faciès schiste bleu. Le pic d’enfouissement de ces unités a eu lieu à 320±1, 332±2, 359±2 et 280-310 Ma pour les unités UH, EB, MU et schiste vert, indiquant plusieurs courts épisodes de détachement de matériel de la plaque plongeante. L’évolution tectono-métamorphique de ~12 à 5-7°C/km au cours du temps peut refléter le refroidissement progressif de la subduction. La juxtaposition et l’exhumation à 1-3 mm/an de ces 4 unités à des profondeurs crustales a eu lieu autour de 290-300 Ma. / This study attempts to characterize key fossil fragments of material equilibrated along subduction plate boundary, now exposed in Chinese SW-Tianshan Metamorphic Belt (STMB). We herein elucidate some subduction zone processes across a critical depth range of ~80km, beyond which geophysicist and modeler infer a change in mechanical coupling and oceanic rocks are usually not recovered. It focuses on an unusually thick pile of HP/UHP metavolcanoclastics, wrapping eclogite slices and preserving pervasive coesite relics, along a ~30km-long transect across the Akeyazi metamorphic complex (AMC) in the Kebuerte valley. Structural studies reveal the current geometry of the AMC is a metamorphic dome with evidence of internal nappe stacking and should be subdivided into several coherent, km-scale tectonic units with distinct P-T-time-deformation histories. At least 4 of 6 sub-units identified here, i.e., the UH (2.75 GPa/480-560°C), EB (2.1/505), MU (1.45/485) and GT units (>0.7-1.0/470-520) were subducted and buried to depths of ~85, 65, 45 and 30 km respectively. Deformation following EC/BS-EC peak burial is marked by pervasive BS facies exhumation-related shear senses with a top to North component. Radiometric constraints yield peak burial ages of 320±1, 332±2, 359±2 and 280-310 Ma, respectively, for the UH, EB, MU and GS facies units, indicating several short-lived detachment episodes of material from the downgoing plate. The tectono-metamorphic evolution from ~12 to 5-7°C/km with time may reflect progressive cooling of the subduction system. Juxtaposition & exhumation of those 4 units to mid-crustal depth, at rates on the order of 1-3 mm/yr, was accomplished around 290-300Ma.