Cette thèse cible l'évolution Néogène de la branche sud de l'arc alpin occidental. Une approche multi-méthodes associant études de terrain, sismotectonique et thermochronologie basse température y met en évidence un régime tectonique complexe ainsi qu'une évolution morphologique et structurale originale au sein de l'arc. La fracturation s'organise autour d'un faisceau d'accidents NW-SE, à jeu principalement dextre, accompagnant la courbure de l'arc et commandant structure et morphologie. Par ailleurs, à l'échelle des massifs, une structuration en failles normales conjuguées NE-SW traduit une extension parallèle à la chaîne. D'autres failles normales traduisent une extension perpendiculaire à la chaîne. L'inversion des données microtectoniques a permis de caractériser des régimes de paléocontraintes décrochant et extensif. L'absence d'une chronologie cohérente à l'échelle régionale suggère que ces régimes ont coexisté. Je propose que ces régimes constituent deux extrêmes d'un régime de contrainte unique variable, résultant de l'interférence entre un champ de contraintes extensif, à tendance multidirectionnelle et propre à la partie interne, surépaissie de la chaîne, et un champ de contraintes décrochant à transpressif commandé aux limites de la chaîne. L'analyse sismologique montre que l'arc interne subit actuellement un régime transtensif en zone Briançonnaise et un régime purement extensif en Zone Piémontaise, plus interne. La direction d'extension reste proche d'E-W, comme plus au nord à la latitude du Pelvoux, et indépendante de la courbure de l'arc. La caractérisation du régime extensif actuel en termes de directions tangentes ou radiales à l'arc est donc ici inadaptée. La Zone Externe présente un régime globalement transpressif à nuancer puisqu'elle est également affectée par de l'extension dans sa partie la plus interne. Je propose une corrélation entre la zone subissant l'extension et la zone d'épaisseur crustale maximum. Ce modèle s'inspire et étend celui proposé par [Delacou et al., 2004]. Il favorise un processus d'extension lié à un effondrement gravitaire de la chaîne. La structure arquée concerne surtout la croûte supérieure, les structures plus profondes étant plus linéaires. Ce découplage vertical des structures est probablement hérité du poinçonnement syncollision oligocène, responsable de la formation de l'arc interne. Il peut expliquer qu'au Néogène le découplage tectonique entre arc interne en extension et zone externe en transpression ne réactive pas, près de la surface, l'ancien front chevauchant de l'arc interne, comme c'est le cas plus au nord au sein de l'arc. Quelques nouvelles données thermochronologiques (traces de fission dans l'apatite), replacées dans une synthèse des données existantes, confirment que les Alpes sud-occidentales ont connu une évolution structurale et morphologique originale au Néogène. Les zones internes présentent un refroidissement final homogène et rapide dès la fin de l'Oligocène. Le saut d'âge entre zone externe et zones internes, récemment mis en évidence à la latitude du Pelvoux, est confirmé dans l'ensemble de la branche sud de l'arc. Il témoigne de l'inversion du front chevauchant des zones internes peu de temps après le paroxysme de la collision. Je relie l'exhumation rapide des zones internes de la branche sud à la forte érosion d'une cordillère alpine axée sur les zones internes au front du poinçon apulien. La quantification de l'évolution du relief à partir du système traces de fission sur Apatite a été testée sur la base de deux transects échantillonnés dans les massifs du Pelvoux et Dora-Maira. Les relations âges-altitudes à différentes longueurs d'onde permettent d'estimer un taux d'exhumation moyen de 0.4km/Ma pour le Pelvoux au cours des 7 derniers Ma, et de 0.1Km/Ma pour Dora-Maira au cours des 20 derniers Ma. Pour ces deux massifs, aucune évolution probante du relief n'est mise en évidence. On souligne dès lors le manque de résolution du système apatite pour quantifier l'évolution du relief. Une synthèse des résultats permet de proposer que la déformation soit le résultat d'un équilibre instable entre l'étalement de la chaîne sous l'effet des forces de volume et la cinématique complexe de l'Apulie qui intègre à la fois une composante en translation et une composante rotationnelle.

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.

L'AVANT PAYS MERIDIONAL DE LA CHAINE QINLING-DABIE CORRESPOND A LA PARTIE NORD DU BLOC DE CHINE DU SUD. (OU BLOC DU YANGTSE). CETTE REGION EST CONSTITUEE D'UNE SUCCESSION DE BASSINS ET DE RIDES OU DOMES METAMORPHIQUES D'AXE E-W. AU S. DU DABIESHAN, ON RENCONTRE SUCCESSIVEMENT L'AVANT PAYS PLISSE DU YANGTZE, LE DOME DE LUSHAN ET SON EQUIVALENT LATERAL PLUS SUPERFICIEL DU JIULINGSHAN, LE BASSIN DE PINGXIANG, LE DOME DU WUGONGSHAN ET LE BASSIN D'ANFU. OUTRE LA TECTONIQUE CENOZOIQUE QUI N'A PAS ETE CONSIDEREE ICI, LA STRUCTURE REGIONALE RESULTE DE DEUX EVENEMENTS TECTONO-METAMORPHIQUES RESPECTIVEMENT D'AGE CRETACE (CYCLE YANSHANIEN) ET TRIASIQUE (CYCLE INDOSINIEN). L'EVENEMENT CRETACE EST CARACTERISE PAR LA FORMATION D'HEMI-GRABENS REMPLIS DE SEDIMENTS TERRIGENES CONTINENTAUX (COUCHES ROUGES) DONT L'OUVERTURE EST CONTROLEE PAR DES FAILLES NORMALES FRAGILES. LA FAILLE DE TAN-LU EST L'ACCIDENT MAJEUR DE CE SYSTEME. L'EXTENSION FRAGILE SUPERFICIELLE PEUT S'ACCOMPAGNER D'UNE DEFORMATION DUCTILE PROFONDE QUI MYLONITISE DES GRANITOIDES. CEPENDANT DE NOMBREUX MASSIFS GRANITIQUES D'AGE CRETACE MOYEN A INFERIEUR SONT DES PLUTONS SYNTECTONIQUES DONT LES BORDURES SONT MYLONITIQUES ET LE CUR EST ORIENTE A L'ETAT SUBSOLIDUS. L'EVENEMENT TRIASIQUE EST DATE STRATIGRAPHIQUEMENT DANS LES BASSINS PAR LA DISCORDANCE DU TRIAS SUPERIEUR SUR LE PALEOZOIQUE-TRIAS INFERIEUR PLISSE ET RADIOMETRIQUEMENT DANS LES DOMES PAR DES AGES AUTOUR DE 220 MA. LES ROCHES SEDIMENTAIRES SONT AFFECTEES PAR DES STRUCTURES EXTENSIVES EN COLLAPSE : GLISSEMENTS BANCS SUR BANCS DANS LA PENTE, FAILLES NORMALES, PLIS PLONGEANTS. CES STRUCTURES SONT SYMETRIQUES ET DIVERGENTES PAR RAPPORT A L'AXE DES DOMES. UNE DEFORMATION DUCTILE EXTENSIVE APPARAIT AUSSI DANS LES ROCHES METAMORPHIQUES. DANS LE DABIESHAN, LA DEFORMATION DUCTILE MAJEURE EST UN CISAILLEMENT VERS LE NW QUI ACCOMMODE UNE PARTIE DE L'EXHUMATION DES ECLOGITES DE UHP PENDANT LEUR RETROMORPHOSE EN AMPHIBOLITE ET UNE MIGMATISATION. CETTE TECTONIQUE D'EXHUMATION EST INTERPRETEE COMME UN PHENOMENE D'EXTENSION SYNCONVERGENCE. DES DEFORMATIONS COMPRESSIVES EXISTENT DANS LES MASSIFS DE JIULINGSHAN, LUSHAN ET DABIESHAN. LA COLLISION CHINE DU NORD-CHINE DU SUD SE PROPAGE AINSI SUR UNE GRANDE DISTANCE DANS LE BLOC DE CHINE DU SUD. DES CISAILLEMENTS SYNMETAMORPHES CONDUISENT A UN ECAILLAGE DE LA CROUTE DU BLOC DE CHINE DU SUD. LE BLOCAGE DES CHEVAUCHEMENTS PROVOQUE LA FORMATION DE DOMES EN CONTEXTE GLOBALEMENT COMPRESSIF. SUR LES FLANCS REDRESSES DES DOMES, DES STRUCTURES EXTENSIVES SONT DONC INDUITES PAR UNE TECTONIQUE COMPRESSIVE. LA FORME ACTUELLE DES DOMES EST ACCENTUEE PAR LA MISE EN PLACE DES PLUTONS LORS DE L'EVENEMENT DU CRETACE.

Cette thèse présente une analyse structurale et thermique des marges passives crétacées inversées dans la Zone Nord Pyrénéenne (ZNP). L'application du paléothermomètre RSCM (spectrométrie Raman de la matière carbonée) sur plus de cent échantillons répartis à travers la ZNP permet de préciser l'évolution thermique de la déchirure continentale. Un métamorphisme de haute température (450 à >600°C) se développe particulièrement au droit de zones ou la croûte continentale est extrêmement amincie voire éliminée. Les sédiments pré- et syn-rift sont marqués par une intense déformation ductile. L'analyse à l'EBSD des fabriques minérales indique une déformation de Haute-température contemporaine du métamorphisme HT-BP. Les conditions de mise en place crustale des péridotites et leur exhumation localisée sont examinées dans les localités d'Urdach, Saraillé-Tos de la Coustette, Moncaup, Lherz, Caussou-Bestiac et Salvezines. Les résultats indiquent un boudinage de la croûte continentale au cours du processus de rifting. Des décollements de couverture, principalement localisés dans les évaporites triasiques conduisent à la superposition directe des sédiments pré-rift sur le manteau exhumé. La notion nouvelle de soutirage crustal est introduite pour désigner ce processus dans lequel l'écoulement gravitaire ne joue pas un rôle principal. La caractérisation sédimentologique, pétrographique et isotopique (O et C) des différentes formations de brèches et ophicalcites observées à proximité des corps de péridotites permet de reconstituer les étapes de l'exhumation du manteau en pied de marge. Enfin de nouvelles datations permettent de mieux contraindre le calendrier des évènements successifs.

Θεματικός πυρήνας της συγκεκριμένης εργασίας είναι η αναγνώριση, ιεράρχηση και ερμηνεία των παραμορφωτικών χαρακτηριστικών ενός τμήματος του καλύμματος της Όχης, που καταλαμβάνει τα υψηλότερα τεκτονοστρωματογραφικά επίπεδα της ενότητας κυανοσχιστολίθων Εύβοιας (EBU). Μολονότι θεματικό πυρήνα της εργασίας αποτελεί η τεκτονική ανάλυση τμήματος του καλύμματος της Όχης, έμφαση δίνεται και στους μηχανισμούς που έχουν προταθεί για τον εκταφιασμό λιθοτεκτονικών ενοτήτων που έχουν υποστεί συνθήκες υψηλών και υπερ - υψηλών πιέσεων. Καταληκτικά, εκτίθενται επίσης τεκτονοστρωματογραφικά δεδομένα, τεκτονικά δεδομένα και πετρολογικά δεδομένα απο την ευρύτερο τμήμα της Νοτίου Ευβοίας δίνοντας έμφαση στην μεταμορφική πληροφορία που εσωκλείουν τα πετρώματα που υπέστησαν τις συνθήκες ενός καναλιού καταβύθισης. / The core subject of the present study is the recognition, relative dating and structural interpretation of the deformational characterestics of a part of the Ochi nappe. The Ochi nappe possess the highest tectonostratigraphic levels between the stacked nappes which constitute the Evia Bluschist Unit (EBU). Emphasis in this study is given to the mechanisms which have been proposed that contribute to the exhumation of (U)HP metamorphic terranes. In general, this study expose the to date published information about the stratigraphy, structural geology and metamorphic petrology of Southern Evia blueschist belt.

Οι Ελληνίδες αποτελούν τμήμα της ορογενετικής ζώνης Άλπεων-Ιμαλαΐων στην ανατολική Μεσόγειο και σχηματίζουν ένα οροκλινές που συνδέει τις Διναρίδες στο βορρά με τις Ανατολίδες/Ταυρίδες στα νοτιοανατολικά. Περιλαμβάνουν αρκετά ηπειρωτικά τεμάχη τα οποία συνενώθηκαν κατά τη σύγκρουση των πλακών της Ευρασίας και της Απούλιας στη διάρκεια του Ανώτερου Μεσοζωικού−Καινοζωικού. Η σύγκρουση αυτή ακολούθησε του κλεισίματος μιας σειράς παρεμβαλλόμενων Μεσοζωικών ωκεάνειων λεκανών. Τα υπολείμματα αυτών των ωκεάνειων λεκανών αντιπροσωπεύονται κυρίως από δύο στενές οφιολιθικές ζώνες γνωστές ως ζώνες ραφής της Πίνδου και του Βαρδάρη, οι οποίες διαιρούν τις Ελληνίδες στις: (1) Εξωτερικές Ζώνες, οι οποίες αντιπροσωπεύουν το συμπιεσμένο βόρειο περιθώριο της Απούλιας μικροπλάκας, (2) Εσωτερικές Ζώνες, που περιλαμβάνουν την Πελαγονική ζώνη και την Κυκλαδική μάζα και (3) την Οπισθοχώρα, η οποία αποτελείται από τη Σερβομακεδονική και τη Ροδοπική μάζα. Η παρούσα διατριβή εστιάζει στην περιοχή του νότιου και κεντρικού/ανατολικού Αιγαίου με σκοπό να μελετηθεί ο μηχανισμός εκταφιασμού των μεταμορφωμένων πετρωμάτων υψηλής πίεσης, ο ρόλος της συμπίεσης και του εφελκυσμού στην ορογενετική εξέλιξη των Ελληνίδων, η επίδραση των προϋπαρχόντων Μεσοζωικών δομών στην Καινοζωική παραμόρφωση καθώς και να κατανοηθεί καλύτερα η συσχέτιση μεταξύ Ελληνίδων και Ανατολίδων. Για να επιτευχθεί αυτό, η γεωλογική και τεκτονική χαρτογράφηση που πραγματοποιήθηκε, συνδυάστηκε με κινηματική και δομική ανάλυση, ανάλυση του πεδίου της παλαιοτάσης (ανάλυση των διδυμιών του ασβεστίτη, ανάλυση δεδομένων επίπεδου ρήγματος-γράμμωσης ολίσθησης), προσδιορισμό του ποσού της παραμόρφωσης, ανάλυση των κρυσταλλογραφικών c-αξόνων χαλαζία και προσδιορισμό του μέτρου της στροβίλισης. Οι παραπάνω αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στην κεντρική και δυτική Κρήτη καθώς και στα νησιά της Αμοργού και της Αστυπάλαιας. Στην κεντρική Κρήτη, η εξέλιξη των τεκτονικών παραθύρων ελέγχθηκε από δύο κύριες φάσεις συμπιεστικής παραμόρφωσης. Η πρώτη φάση (D1) σχετίζεται με το στάδιο του εκταφιασμού των πετρωμάτων υψηλής πίεσης που πραγματοποιήθηκε σε πλαστικές συνθήκες. ΒΒΔ-ΝΝΑ συμπίεση κατά τη διάρκεια της D1 προκάλεσε στις ανώτερες τεκτονικές ενότητες (ενότητες Τρίπολης, Πίνδου και Ανώτερη ενότητα) βράχυνση παράλληλη στη στρώση και στη φορά κίνησης και οδήγησε στην επάλληλη τοποθέτηση των καλυμμάτων μέσω επωθήσεων χαμηλής κλίσης. Συγχρόνως, ενδοηπειρωτική καταβύθιση οδήγησε σε μεταμόρφωση των κατώτερων τεκτονικών ενοτήτων (ενότητες Πλακωδών ασβεστόλιθων και Φυλλιτών-Χαλαζιτών) σε συνθήκες υψηλών πιέσεων, η οποία όμως δεν επηρέασε τα πιο εξωτερικά τμήματα των νότιων Ελληνίδων. Επακόλουθη πλαστική διαφυγή των πετρωμάτων υψηλής πίεσης προς την επιφάνεια χαρακτηριζόταν από προς τα κάτω αύξηση της παραμόρφωσης και προς τα επάνω αύξηση της συνιστώσας καθαρής διάτμησης. Η δεύτερη φάση (D2) σχετίζεται με εκταφιασμό υπό συνθήκες εύθραυστης παραμόρφωσης. Η D2 ελεγχόταν από μια ΒΒΑ-ΝΝΔ συμπίεση και περιελάμβανε πτύχωση σχετιζόμενη με επωθήσεις, σημαντική τεκτονική λεπίωση και σχηματισμό μιας μεσο-Μειοκαινικής λεκάνης. Η μεγαλύτερη από τις D2 επωθήσεις, η επώθηση Ψηλορείτη, κόβει όλη την επαλληλία των καλυμμάτων και το ίχνος της ακολουθεί μερικώς και επαναδραστηριοποιεί την D1 επαφή μεταξύ των ανώτερων και κατώτερων τεκτονικών ενοτήτων. Η ανύψωση του παραθύρου των Ταλαίων, συνοδεύτηκε από βαρυτικές ολισθήσεις των ανώτερων τεκτονικών ενοτήτων και από το σχηματισμό μιας επώθησης αναδυόμενης από σύγκλινο. Η κατάρρευση που έλαβε χώρα στα τελευταία στάδια της ορογένεσης συνέβαλε επίσης στη διεργασία του εκταφιασμού. Ως εκ τούτου, φαίνεται ότι τα πετρώματα υψηλής πίεσης της κεντρικής Κρήτης εκταφιάστηκαν υπό συνεχή συμπίεση και ότι ο ρόλος της διαστολής έχει υπερεκτιμηθεί. Η δομική διάρθρωση της δυτικής Κρήτης οφείλεται σε δύο συμπιεστικές φάσεις παραμόρφωσης τις οποίες ακολούθησε μια φάση διαστολής. Από το Ολιγόκαινο έως το Κατώτερο Μειόκαινο (D1 φάση), επωθήσεις με φορά κίνησης προς ΝΝΔ οδήγησαν στην επάλληλη τοποθέτηση σε εύθραυστες συνθήκες των ανώτερων τεκτονικών ενοτήτων (ενότητες Τρίπολης και Πίνδου) και σύγχρονη πλαστική λεπίωση σχετιζόμενη με τον εκταφιασμό των κατώτερων ενοτήτων υψηλών πιέσεων (ενότητες Πλακωδών ασβεστόλιθων, Τρυπαλίου και Φυλλιτών-Χαλαζιτών). Η κινηματική ανάλυση στη Φυλλιτική-Χαλαζιτική ενότητα φανερώνει μια προς νότο πλαστική φορά κίνησης που ακολουθήθηκε από μια γενικά ομοαξονική παραμόρφωση. Τα ίχνη στο χάρτη των D1 επωθήσεων ορίζουν μια προεκβολή η οποία περιορίζεται στα ανατολικά από μια εγκάρσια ζώνη (εγκάρσια ζώνη Ομαλού) ΒΑ-ΝΔ διεύθυνσης που βρίσκεται στο δυτικό περιθώριο του παραθύρου των Λευκών Ορέων. Στο ανατολικό σκέλος της προεκβολής, οι γραμμές ροής της L1 γράμμωσης που αναπτύσσεται επί μιας ήπιας κλίσης φολίωση στη Φυλλιτική-Χαλαζιτική ενότητα, χαρακτηρίζονται από μια δεξιόστροφη στροφή πλησίον της εγκάρσιας ζώνης. Αυτό υποδηλώνει ότι η εγκάρσια ζώνη είναι δυνατό να λειτούργησε ως ένα πλάγιο εμπόδιο στην προς νότο διαφυγή των πετρωμάτων της Φυλλιτικής-Χαλαζιτικής ενότητας. Η D2 φάση ελεγχόταν από μια γενική ΒΒΑ έως ΒΒΔ συμπίεση σε ένα καθεστώς παλαιοτάσης καθαρής έως διαγώνιας συμπίεσης. Η D2a φάση σχετίζεται με τον εκταφιασμό υπό εύθραυστες συνθήκες των ενοτήτων υψηλών πιέσεων και διαρκεί από το Μέσο έως το Ανώτερο Μειόκαινο. Η D2a παραμόρφωση περιελάμβανε πτύχωση σχετιζόμενη με επωθήσεις, λεπίωση και σχηματισμό μιας μέσο Μειοκαινικής λεκάνης επί επώθησης, η οποία προηγουμένως είχε περιγραφεί ως μια λεκάνη υπερκείμενη κανονικού ρήγματος αποκόλλησης. Οι F2a πτυχές χαρακτηρίζονται από μια κύρια ροπή προς Ν(ΝΑ) και ο προσανατολισμός των αρθρώσεών τους παρουσιάζει μια έντονη καμπύλωση από μια γενική Α-Δ διεύθυνση σε μια τοπική ΒΑ-ΝΔ διεύθυνση, η οποία απαντάται μόνο πλησίον της εγκάρσιας ζώνης. Στην τελευταία, η σύγχρονη δράση επωθητικών κινήσεων προς την προχώρα και ανάδρομων επωθήσεων, οδήγησαν στο σχηματισμό μιας pop-up δομής καθώς και μιας τριγωνικής ζώνης, στον πυρήνα της οποίας αναπτύσσεται μια άνω Μειοκαινική λεκάνη. Επιπλέον, η διεύθυνση των συμπιεστικών αξόνων (σ1) μέσα στην εγκάρσια ζώνη εκτρέπεται από τη γενική ΒΒΑ έως ΒΒΔ διεύθυνση προς μια τοπική (Δ)ΒΔ διεύθυνση, η οποία είναι κάθετη στην εγκάρσια ζώνη. Τα παραπάνω υποδηλώνουν ότι η εγκάρσια ζώνη Ομαλού θα πρέπει να έδρασε ως μια πλάγια επωθητική ράμπα στη διάρκεια της προς νότο κίνησης των πετρωμάτων υψηλής πίεσης, ενώ η μεγάλη κλίση της ράμπας ίσως αποτέλεσε εμπόδιο στην προς την προχώρα μεταφορά των πετρωμάτων της Φυλλιτικής-Χαλαζιτικής ενότητας. Η D2b φάση διήρκεσε από το Ανώτερο Μειόκαινο έως το Κατώτερο Πλειστόκαινο και περιελάμβανε πτύχωση σχετιζόμενη με επωθήσεις με ροπή προς ΝΔ και σύγχρονη αριστερόστροφη ρηγμάτωση με σημαντική συνιστώσα οριζόντιας μετατόπισης. Το πεδίο της παλαιοτάσης κατά τη D2b παραμόρφωση χαρακτηρίζεται από μια ΒΑ συτολή σε ένα καθεστώς καθαρής έως διαγώνιας συμπίεσης. Κατά τη διάρκεια του Πλειστόκαινου, η συμπίεση έδωσε τη θέση της σε (Δ)ΒΔ διαγώνιο έως καθαρό εφελκυσμό. Η κινηματική εξέλιξη των νότιων Ελληνίδων που περιγράφτηκε στη δυτική Κρήτη, φανερώνει ότι η ΒΑ διεύθυνσης εγκάρσια ζώνη η οποία σχετίζεται πιθανά με ένα προϋπάρχων Μεσοζωικό ρήγμα, είχε σημαντική επίδραση στην παραμόρφωση σε σταδιακά ανώτερα δομικά επίπεδα του φλοιού. Τα πετρώματα της Φυλλιτικής-Χαλαζιτικής ενότητας αποτελούν το σώμα μιας φλοιϊκής κλίμακας ζώνης διάτμησης που περιορίζεται στη βάση της από μια πλαστική επώθηση, την επώθηση Βάσης. Νέα δεδομένα του ποσού της παραμόρφωσης από την επωθητική ζώνη διάτμησης χρησιμοποιήθηκαν για να περιγραφεί η μεταβολή του ποσού της πλαστικής παραμόρφωσης ως προς τη δομική απόσταση (D) από την επώθηση Βάσης. Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε κατά μήκος τριών τομών που διασχίζουν την κεντρική και δυτική Κρήτη. Η ελλειπτικότητα της παραμόρφωσης στις ΧΖ τομές (RXZ) υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τις μεθόδους θ-καμπύλης, μέσης έλλειψης αντικειμένου και μέσου ακτινικού μήκους. Όλες οι μέθοδοι έδωσαν παρόμοια αποτελέσματα. Βάσει των αποτελεσμάτων αυτών κατασκευάστηκαν τρία προφίλ του ποσού της παραμόρφωσης, τα οποία δείχνουν μια μη γραμμική αύξηση των RXZ τιμών προσεγγίζοντας την επώθηση Βάσης. Βάσει αυτών των προφίλ, εξήχθη μια εμπειρική λογαριθμική συνάρτηση της μορφής RXZ=α−βlnD, η οποία περιγράφει τη σχέση μεταξύ του RXZ και του D. Η παραμόρφωση τόσο στην κεντρική όσο και στη δυτική Κρήτη πραγματοποιήθηκε σε συνθήκες που προσεγγίζουν την επίπεδη παραμόρφωση αν και καταγράφονται και αποκλίσεις προς τα πεδία της σύσφιξης και της πλάτυνσης. Τα προφίλ της στροβίλισης πάνω από το επίπεδο της επώθησης Βάσης δείχνουν για τη δυτική Κρήτη μια προς τα κάτω αύξηση του κινηματικού αριθμού της στροβίλισης (Wm) από 0.5 σε 1 και για την κεντρική Κρήτη μια παραμόρφωση που κυριαρχείται από απλή διάτμηση με την παρουσία περιοχών μεγαλύτερης συνιστώσας καθαρής διάτμησης. Για τη Φυλλιτική-Χαλαζιτική ενότητα, υπολογίστηκε μια επιμήκυνση παράλληλα στη διεύθυνση κίνησης της τάξης του 20−110%, υποδηλώνοντας ότι ο σχηματισμός και εκταφιασμός της ελέγχθηκε από την προς νότο πλαστική διαφυγή. Στο κεντρικό Αιγαίο, το νησί της Αμοργού αποτελείται από δύο ενότητες πετρωμάτων υψηλής πίεσης, την πλούσια σε μάρμαρα ενότητα Αμοργού, η οποία συσχετίζεται με την ακολουθία του Μεσοζωικού επικαλύμματος της μάζας Menderes, και από την Κυκλαδική Κυανοσχιστολιθική ενότητα. Η τεκτονική έρευνα έδειξε ότι η παραμορφωτική ιστορία των πετρωμάτων υψηλής πίεσης της Αμοργού ελέγχθηκε κυρίως από άνω Ηωκαινικές−κάτω Μειοκαινικές πλαστικές έως εύθραυστες επωθητικές κινήσεις (D1−D3) που ακολουθήθηκαν από μέσο−άνω Μειοκαινικές διαγώνιες συμπιεστικές κινήσεις (D4−D5). Η D1 φάση προκάλεσε επώθηση σε πλαστικές συνθήκες της Κυκλαδικής Κυανοσχιστολιθικής ενότητας επί της ενότητας Αμοργού με αβέβαιη κινηματική, σύγχρονα με μεταμόρφωση στην κυανοσχιστολιθική φάση. Η προοδευτική παραμόρφωση υπό συνεχή ΒΔ-ΝΑ συμπίεση οδήγησε στο σχηματισμό μιας ακολουθίας επάλληλων επωθήσεων (D2/3) με φορά κίνησης προς ΒΔ. Αυτές χαρακτηρίζονται από μια στρωμάτωση των ρηξιγενών πετρωμάτων τους, με μυλωνιτικές ζώνες (D2) που δίνουν τη θέση τους προς τα κάτω σε κατακλαστικές ζώνες (D3). Ο παραλληλισμός μεταξύ των γραμμώσεων ολίσθησης και των μυλωνιτικών L2 γραμμώσεων στις D2/3 επωθητικές ζώνες, δείχνει μια σταθερή κινηματική από πλαστικές έως εύθραυστες συνθήκες. Οι πλαστικές D2 επωθητικές κινήσεις που ήταν σύγχρονες με την ανάδρομη μεταμόρφωση στην πρασινοσχιστολιθική φάση, συνοδεύτηκαν από μεγάλης κλίμακας θηκόσχημη πτύχωση κατά τη διάρκεια παραμόρφωσης που κυριαρχείται από σύσφιξη και καθαρή διάτμηση. Οι εύθραυστες D3 επωθήσεις σχετίζονταν με το σχηματισμό F3 πτυχών με ροπή προς ΒΔ και οι οποίες διευθύνονται σε μεγάλη γωνία ως προς τη φορά κίνησης. Η ορθογώνια συστολή έδωσε τη θέση της σε διαγώνια συμπίεση κατά τη διάρκεια της οποίας η διεύθυνση συμπίεσης άλλαξε από ΒΔ-ΝΑ (D4) σε BA-NΔ (D5). ΒΔ-ΝΑ καθαρή διαστολή που έλαβε χώρα πίσω από το τόξο (D6) φαίνεται να εδραιώθηκε μετά το Ανώτερο Μειόκαινο ενώ τα μεγάλης κλίσης κανονικά ρήγματα που σχηματίστηκαν σε αυτή επηρέασαν τα πετρώματα υψηλής πίεσης αφού αυτά είχαν ήδη φτάσει στα ανώτερα δομικά επίπεδα του φλοιού. Έτσι, προτείνεται ένας συν-συμπιεστικός εκταφιασμός για τα πετρώματα υψηλής πίεσης της Αμοργού. Στο ανατολικό Αιγαίο, το νησί της Αστυπάλαιας αποτελείται από Κρητιδικά έως Ηωκαινικά ανθρακικά πετρώματα των οποίων υπέρκειται άνω Ηωκαινικός φλύσχης, η ενότητα Αστυπάλαιας που συσχετίζεται με την ακολουθία του Μεσοζωικού επικαλύμματος της μάζας Menderes και από τεκτονικά υπερκείμενα Ιουρασικά μάρμαρα, τα οποία θεωρούνται ως πλευρικό ισοδύναμο τμήματος των καλυμμάτων της Λυκίας. Η παραμορφωτική ιστορία της Αστυπάλαιας περιελάμβανε Ολιγοκαινικές−κάτω Μειοκαινικές επωθητικές κινήσεις (D1) που ακολουθήθηκαν από μέσο−άνω Μειοκαινικές πλάγιες συμπιεστικές κινήσεις (D2) η οποίες με τη σειρά τους έδωσαν τη θέση τους σε μετα-άνω Μειοκαινική διαστολή (D3,4). Η D1 φάση προκάλεσε επωθήση από πλαστικές έως εύθραυστες συνθήκες των Ιουρασικών μαρμάρων επί της ενότητας Αστυπάλαιας με φορά κίνησης προς ΒΔ, υπό συνεχή ΒΔ-ΝΑ συμπίεση. Η στρωμάτωση των ρηξιγενών πετρωμάτων με ένα μυλωνιτικό (D1a) ανώτερο και ένα κατακλαστικό (D1b) κατώτερο τμήμα, καθώς και ο παραλληλισμός μεταξύ των γραμμώσεων ολίσθησης και των μυλωνιτικών L1a γραμμώσεων στη ζώνη της D1 επώθησης, δείχνει μια σταθερή κινηματική από πλαστικές έως ευθραυστες συνθήκες. Στη βάση της επώθησης, οι εύθραυστες D1b επωθήσεις σχετίζονται με ΒΔ ροπής F1b πτυχές οι οποίες επαναπτυχώνουν τις ισοκλινείς F1a πτυχές. Η ορθογώνια συστολή έδωσε τη θέση της σε ΔΒΔ τρικλινική διαγώνια συμπίεση (D2) κατά τη διάρκεια της οποίας η παραμόρφωση διαμερίστηκε σε περιοχές που κυριαρχούνταν από ΒΑ συστολή και σε περιοχές με σημαντική συνιστώσα οριζόντιας μετατόπισης (ΒΔ φορά διάτμησης) κάθετα στη διεύθυνση συστολής. Διαγώνιος έως καθαρός εφελκυσμός διεύθυνσης Β-Ν (D3) φαίνεται να επηρέασε την περιοχή από το Πλειόκαινο και ακολουθήθηκε μετά το Μέσο Πλειστόκαινο από ΔΒΔ διαγώνιο εφελκυσμό που είναι πιθανά ενεργός έως σήμερα. Συνοψίζοντας, τα πετρώματα υψηλής πίεσης του νότιου και κεντρικού Αιγαίου εκταφιάστηκαν υπό συνεχή συστολή και χαρακτηρίζονταν από αντίθετη φορά κίνησης. Η παραμόρφωση πραγματοποιήθηκε υπό συμπίεση από το Ολιγόκαινο έως το Κατώτερο Πλειόκαινο (Αμοργός Αστυπάλαια) ή το Κατώτερο Πλειστόκαινο (Κρήτη) και η περιοχή επηρεάστηκε από διαγώνιο/καθαρό εφελκυσμό από το Πλειο-Πλειστόκαινο και μετά. Από τα παραπάνω συμπεραίνεται ότι ο ρόλος της διαστολής στον εκταφιασμό των πετρωμάτων υψηλής πίεσης και στην ορογενετική εξέλιξη του νότιου και κεντρικού/ανατολικού Αιγαίου φαίνεται να είναι υπερεκτιμημένος. / The Hellenides are part of the Alpine–Himalayan mountain chain in the eastern Mediterranean and form an orocline connecting the Dinarides to the north with the Anatolides/Taurides to the southeast. They comprise several continental fragments that were amalgamated by continent-continent collision between the Eurasian and Apulian plates during Late Mesozoic–Cenozoic times, following the obliteration of a series of intervening and interconnected Mesozoic ocean basins (Neo-Tethyan). The remnants of these ancient ocean basins are mainly represented by two narrow ophiolitic belts known as the Pindos and the Vardar sutures that divide the Hellenides into: (1) the External Zones, which represent the telescoped northern margin of the Apulia microcontinent; (2) the Internal Zones, which are built up by the Pelagonian zone and the Cycladic massif and (3) the Hellenic Hinterland, which is defined by the Serbomacedonian and the Rhodope massif. This dissertation concentrates in the area of southern and central/eastern Aegean in order to study the exhumation mechanism of high-pressure (HP) rocks, the role of compression and extension in the orogenic evolution of the Hellenides, the influence of pre-existing Mesozoic structures on the Cenozoic deformation pattern and to better understand the connection between the Hellenides and the Anatolides. To do so, geological and structural mapping were combined with kinematic, structural, paleostress (calcite twinning, fault-slip data), strain, petrofabric and vorticity analyses, carried out on central and western Crete island as well as on Amorgos and Astypalea islands. In central Crete, the evolution of windows was controlled by two main contractional phases of deformation. The first phase (D1) was related to the ductile-stage of exhumation. NNW-SSE compression during D1 caused layer- and transport-parallel shortening in the upper thrust sheets (Tripolitsa, Pindos and Uppermost units), resulting in nappe stacking via low-angle thrusting. Synchronously, intracontinental subduction led to HP metamorphism of the lower tectonic units (Plattenkalk and Phyllite-Quartzite units), which, however, did not affect the most external parts of the southern Hellenides. Subsequent upward ductile extrusion of HP-rocks was characterized by both down-section increase of strain and up-section increase of the pure shear component. The second phase (D2) was associated with the brittle-stage of exhumation. D2 was governed by NNE-SSW compression and involved conspicuous thrust-related folding, considerable tectonic imbrication and formation of a Middle Miocene basin. The major D2-related Psiloritis thrust, crosscuts the entire nappe pile and its trajectory partially follows and reworks the D1-related contact between upper and lower (HP) tectonic units. Eduction and doming of the Talea window, was accompanied by gravity sliding of the upper thrust sheets and by out-of-the syncline thrusting. Late-orogenic collapse also contributed to the exhumation process. Therefore, it seems that the HP-rocks of central Crete were exhumed under continuous compression and that the role of extension was previously overestimated. The structural architecture of western Crete was mainly established by two contractional deformation phases followed by an extensional phase. SSW-directed thrusting from Oligocene to Lower Miocene times (D1 phase) led to brittle stacking of the upper thrust sheets (Tripolitsa and Pindos units) and concomitant ductile exhumation-related imbrication of the lower HP tectonic units (Phyllite-Quartzite, Tripali and Plattenkalk units). Kinematic analysis in the Phyllite-Quartzite unit reveals a main southward ductile transport followed by late bulk coaxial deformation. Structural trends of ductile D1 thrusts define a salient bounded to the east by a NE-trending transverse zone (Omalos transverse zone) situated in the western margin of the Lefka Ori window. At the eastern limb of the salient, the trajectories of L1 stretching lineation formed on a gently dipping S1 foliation in the Phyllite-Quartzite unit, show a clockwise rotation with proximity to the transverse zone. This suggests that the latter might have acted as an oblique buttress against the southward extruding Phyllite-Quartzite unit rocks. D2 phase was governed by regional NNE to NNW compression related to a pure compressive to transpressive paleostress regime and involved significant folding and out-of-sequence with respect to D1 thrusting. The early D2a phase is related to the brittle-stage of exhumation of the HP-units and spans from Middle to Upper Miocene. D2a deformation involved thrust-related folding, tectonic imbrication and the formation of a Middle Miocene thrust-top basin, previously described as a supradetachment basin. The F2a folds are characterized by a predominant S(SE)-vergence and show a pronounced curvature of their hinge orientations from a regional E-W to a local NE-SW trend only present close to the transverse zone. In the latter, combined forward-directed imbricate thrusting and backthrusting led to the development of a major pop-up structure and a triangle zone, the latter cored by an Upper Miocene basin. Moreover, the trend of compression axes within the transverse zone are deflected from the regional NNE to NNW orientation to a local (W)NW orientation, which is perpendicular to the transverse zone. These findings suggest that the Omalos transverse zone should have served as an oblique ramp to the southward transport of HP-rocks, while the steep dip of the ramp may has impeded displacement of the Phyllite-Quartzite unit rocks up the ramp acting as a buttress to their foreland propagation. The D2b phase lasted from Upper Miocene to Lower Pleistocene and involved SW-directed thrust-related folding and synchronous sinistral strike-slip faulting. The D2b-related paleostress field is characterized by a NE compression orientation defining a pure compressive to transpressive regime. During Pleistocene, compression gave its place to (W)NW transtension/pure extension. The described kinematic evolution of southern Hellenides in western Crete reveals that the NE-trending transverse zone, which is possibly aligned with an inherited rift-related Mesozoic fault system, exerted significant control on the deformation pattern at progressively shallower crustal levels. The Phyllite-Quartzite unit rocks comprise the body of an extruded crustal scale shear zone confined at its base by a major ductile thrust, the Basal thrust. New finite strain data from the thrust-sense shear zone were used to describe the variation of ductile strain with structural distance (D) from the Basal thrust. Sampling was carried out along three traverses across central and western Crete. The strain ratio in XZ sections (RXZ) was obtained using the theta-curve, the mean object ellipse and the mean radial length methods. All methods give very consistent results. Based on these results, three strain profiles were constructed depicting a non-linear increase of RXZ values with proximity to the Basal thrust. Based on these profiles, an empirical logarithmic function of equation type RXZ=α−βlnD was obtained, describing the relationship between RXZ and D. Deformation in both central and western Crete occurred under approximately plane strain conditions, although deviations towards the fields of constriction and flattening have also been recorded. The vorticity profiles above the Basal thrust plane show a down section increase in the kinematic vorticity number (Wm) from 0.5 to 1 in western Crete and a simple shear-dominated deformation with the presence of local domains with a higher pure shear component in central Crete. A transport-parallel elongation of 20−110% has been estimated for the Phyllite-Quartzite unit, implying that S-directed extrusive flow controlled the formation and exhumation of the Phyllite-Quartzite thrust-sense shear zone. In central Aegean, the Cycladic island of Amorgos consists of two HP-units, the marble-rich Amorgos unit, which is correlated to the Mesozoic cover sequence of the Menderes massif, and the Cycladic Blueschist unit. The field-based structural study shows that the deformation history of the Amorgos HP-rocks was principally governed by Upper Eocene−Lower Miocene ductile to brittle thrusting (D1−D3) followed by Middle−Upper Miocene oblique contractional movements (D4−D5). The D1 phase caused syn-blueschist-facies ductile thrusting of the Cycladic Blueschist unit over the Amorgos unit, with ambiguous kinematics. Progressive deformation under continuous NW-SE compression produced a sequence of imbricate NW-directed thrusts (D2/3) characterized by a stratification of fault-related rocks, with mylonitic zones (D2) giving way downwards to cataclastic zones (D3). Parallelism between slickenside lineations and mylonitic L2 lineations in the D2/3 thrust zones, indicates a continuum of kinematics from ductile to brittle conditions. Ductile D2 thrusting synchronous to greenschist-facies retrogression, was accompanied by mega-sheath folding during constrictional and pure-shear dominated deformation. Brittle D3 thrusting was associated with NW-verging F3 folds trending at high-angle to the transport direction. Orthogonal contraction gave its place to transpression during which the compression orientation changed from NW-SE (D4) to NE-SW (D5). Back-arc related NW-SE pure extension (D6) seems to have been established in post-Upper Miocene times and related high-angle normal faulting affected HP-rocks only after they had already reached the uppermost crustal levels. Therefore, a syn-compressional exhumation process is favored for the HP-rocks of Amorgos island. In eastern Aegean, the island of Astypalea consists of Cretaceous to Eocene carbonate rocks capped by an Upper Eocene flysch, the Astypalea unit, which is correlated to the Mesozoic cover sequence of the Menderes massif and of tectonically overlying Jurassic marbles, which are considered as lateral equivalent of part the Lycian nappes. The deformation history of Astypalea was governed by Oligocene−Lower Miocene thrusting (D1) followed by Middle−Upper Miocene oblique contractional movements (D2) that in turn gave their place to post-Upper Miocene extension (D3, D4). The D1 phase caused NW-directed ductile to brittle thrusting of the Jurassic marbles over the Astypalea unit under continuous NW-SE compression. The stratification of fault-related rocks, with a mylonitic (D1a) upper and a cataclastic (D1b) lower part, as well as the parallelism between slickenside lineations and mylonitic L1a lineations in the D1 thrust zone, indicates a continuum of kinematics from ductile to brittle conditions. In the thrust zone footwall, brittle D1b thrusting was associated with NW-verging F1b folds that refold isoclinal F1a folds. Orthogonal contraction gave its place to WNW triclinic transpression (D2) during which deformation was partitioned in contraction-dominated (NE contraction) and wrench-dominated (NW-directed shearing) domains. N-S transtension to pure extension (D3) seems to have been established in Pliocene times and was followed by WNW transtension possibly active from post-Middle Pleistocene till present. Summarizing, the HP-rocks of southern and central Aegean were exhumed under continuous compression, albeit with opposite kinematics. Compression governed deformation throughout Oligocene to Lower Pliocene (Amorgos, Astypalea) or Lower Pleistocene (Crete) and the area was subjected to transtension/pure extension from Plio-Pleistocene onwards. Therefore, the role of extension in the exhumation of HP-rocks and the orogenic evolution of southern and central/eastern Aegean seems to be overestimated.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-19Bitstream added on 2014-06-13T19:21:56Z : No. of bitstreams: 1 francomagalhaes_aob_dr_rcla.pdf: 5041816 bytes, checksum: 4e36d86919b2c22df4f361432ee24c8f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A evolução do Arco de Ponta Grossa relaciona-se aos diversos eventos de reativação da Plataforma Sul-americana no sudeste brasileiro a partir do Cretáceo Inferior. A análise multi-métodos dos traços de fissão em apatita e zircão no eixo central do Arco de Ponta Grossa permitiu identificar períodos de exumação nas seguintes épocas: (1) Cretáceo Inferior (idades de traços de fissão em zircão entre 138 ± 51 Ma e 107 ± 22), relacionado aos processos tectônicos, magmáticos e de exumação do evento de ruptura do Gondwana Sul-Ocidental; (2) Cretáceo Superior (idades de traços de fissão em zircão entre 90 ± 14 Ma e 69 ± 21 Ma; e idades de traços de fissão em apatitas entre 74 ± 14 Ma e 66 ± 2 Ma), relacionado ao alçamento do embasamento cristalino como resposta à uma anomalia térmica causada pela passagem da Pluma de Trindade sob o sudeste brasileiro, e conseqüente geração tectônica de relevo e erosão que forneceu sedimentos para as bacias de Santos e do Paraná; (3) Cretáceo Superior – Paleoceno Inferior, evento tectônico relacionado a um soerguimento regional que resultou no alçamento e erosão das bordas das bacias da Plataforma Sul-americana, em especial a Bacia do Paraná. Este evento também é associado ao tectonismo gerador das bacias do Rifte Continental Sudeste do Brasil, no segmento central; (4) Oligoceno-Mioceno (idades de traços de fissão em apatitas entre 26 ± 3 Ma e 14 ± 2 Ma) há o registro da mais recente reativação das zonas de falha NW, em especial a Zona de Falha de São Jerônimo-Curiúva, associada ao rearranjo do campo de tensões neste período, e conseqüente erosão das porções de rocha, que marca o início da sedimentação no segmento sul do Rifte Continental Sudeste do Brasil, composto pela Bacia de Curitiba, grábens de Guaraqueçaba, Sete Barras e Cananéia; e as formações Pariqüera- Açu e Alexandra... / The evolution of Ponta Grossa Arch is genetically related to the post-rift reactivation of the South American Platform since Early Cretaceous. Apatite and Zircon lowtemperature thermochronology analysis in Ponta Grossa Arch provided the following interpretations: (1) Zircon fission-track ages between 138 ± 51 Ma and 107 ± 22are related to the tectonic, magmatic and exhumation processes occurred during the Gondwana breakup in Early Cretaceous; (2) Zircon fission-track ages between 90 ± 14 Ma and 69 ± 21 Ma, and apatite fission-track ages between 74 ± 14 Ma and 66 ± 2 Ma are evidenced the basement uplift as a response of thermal anomaly induced by Trindade plume since this time, as also evidenced in other areas of SE-Brazil during Late Cretaceous. The resulting highlands were the main source-area for the Coniacian-Maastrichian sediments of the Santos (Santos formation) and Paraná (Bauru Group) basins; (3) Between Late Cretaceous and Early Paleocene, the tectonic processes caused uplift and erosion of the Paleozoic interior basins, specially the Paraná Basin. At this time, preexisting shear zones were reactivated, formed the Continental Rift Basins of SE Brazil and continental sediments were deposited in these basins at the northern part of the study-area during this time; (4) During Oligocene to Miocene, apatite fission-track ages between 26 ± 3 Ma and 14 ± 2 Ma indicate the youngest reactivation of the NE-SW Precambrian shear zones and consequent exhumation of high elevated area. The origin of the Continental Rift Basins of SE Brazil in the study area (Curitiba basin, Guaraqueçaba, Sete Barras and Cananéia Grabens, and Pariquera-Açu and Alexandra formations) is probably related to the movement along NWSE trending fault zones (São Jerônimo-Curiúva Fault Zone). Thermal histories evidenced local and sea base-level stability and peneplanation processes caused dissection in highelevated areas.

The kinematics and architecture of orogenic systems may be heavily influenced by climate, but little research has focused on the long-term effects of glacial erosion on orogenesis. Low-temperature thermochronometry and subsidiary structural, earthquake relocation, and offshore seismic reflection data from the St. Elias orogen are the basis for a new architectural model and demonstrate an association between glacial denudation and orogenic evolution. These data show that exhumation and deformation within the St. Elias orogen are focused across a thin-skinned fold and thrust belt on the windward flank, whereas the leeward flank functions as a deformational backstop. A previously unrecognized structure beneath the Bagley ice field separates these domains with south-side-up motion. This structure is interpreted to be a backthrust, making the orogen doubly-vergent. Suggestive of accelerated fault motion in response to climate change, bedrock cooling rates within the hanging wall of the backthrust and across the entire subaerial wedge accelerated ~ten-fold coeval with the onset of intense glacial conditions. Within the orogenic wedge, the zone of highest Quaternary exhumation (5 km/myr (±25%)) is focused around a narrow zone where the glacial equilibrium line altitude (ELA) intersects mean topography. This zone of rapid exhumation, not present prior to the onset of intense glacial conditions, cuts across the structural trend of the orogen and is more narrowly focused than the zone of orographic precipitation. Augmented glacial erosion around glacial ELA also coincided with a regional shift in deformation away from prominent forethrusts including the North American-Yakutat terrane suture (Chugach St. Elias fault) and the seaward deformation front (Pamplona zone). Accelerated denudation across the subaerial wedge thus appears to have forced the redistribution of strain along the backthrust and a series of forethrusts that lie beneath the zone of highest glacial flux, which in turn are systematically truncated by the backthrust. In a cause and effect response, the expansion of glaciers therefore appears to have resulted in an orogen scale structural reorganization and a narrowing of the orogenic wedge to preserve topographic slope. The focusing of long-term erosion around glacial ELA and the structural response of the orogenic wedge to Cenozoic climate change have not previously been observed in a real-world orogenic system and imply a high degree of coupling between climate and tectonics in this glacially-dominated orogen. / Ph. D.

Ce manuscrit concerne l'analyse tectonique et géomorphologique du système de failles de Longriba (LFS), localisé à l'Est du plateau tibétain à environ 200 km au Nord-ouest de la chaîne des Longmen Shan. Le LFS est constitué de deux zones de failles décrochantes dextres, parallèles et d'orientation N55°E : la faille de Longriqu, au Nord, et la faille de Maoergai, au Sud. Le rôle géodynamique de ce système est primordial puisqu'il accommode 5 ± 1 mm/an de la composante décrochante induite par la convergence oblique du bloc Aba, elle-même liée à la collision Inde-Asie. De plus, le LFS partitionne la déformation de la marge Est tibétaine; les structures des Longmen Shan étant essentiellement chevauchantes. Cependant l'histoire long-terme du LFS est mal contrainte. L'objectif de cette thèse est donc d'apporter des informations spatio-temporelles sur l'activité du système à l'échelle du Cénozoïque. Pour cela trois études ont été réalisées. La première a permis de mieux contraindre le comportement sismogénique des deux zones de failles à l'aide d'images satellites de basse (90m) et très haute résolution (50cm). L'analyse des déplacements cumulés le long de la faille de Maoergai a permis de proposer que celle-ci était active vers ~15Ma. La seconde étude a mis en évidence un contrôle du système sur la répartition des taux de dénudation au travers de la marge Est tibétaine à l'échelle de l'Holocène. Enfin, les données de thermochronologie basse température suggèrent que la faille de Maoergai a accommodé un mouvement vertical vers ~10Ma. Ce mouvement est probablement lié au rebond isostatique de la marge, découplé du mouvement décrochant qu'elle accommode à la même période. / This manuscript concerns the tectonic and geomorphic analysis of the Longriba fault system (LFS), located in the eastern Tibetan plateau at about 200 km north-west of the Longmen Shan. The LFS consists of two dextral strike-slip fault zones, parallel and N55 °-trending: the Longriqu fault to the north and the Maoergai fault the south. The geodynamic role of the system is essential as accommodates 5 ± 1 mm / year of the slip component induced by the oblique convergence of the Aba block, itself linked to the India-Asia collision. In addition, the LFS partitions the deformation of the east Tibetan margin; the structures of the Longmen Shan are mainly thrust faults. However the long-term history of LFS is poorly constrained. The objective of this thesis is to bring spatial and temporal information on system activity throughout the Cenozoic. To do so, three studies were performed. The first led to better constrain the seismogenic behavior of the two fault zones with low resolution (90m) and very high resolution satellite images (50cm). The analysis of cumulative displacements along the Maoergai fault allowed to propose that it was active at ~ 15 Ma. The second study showed that the system controls the distribution of the denudation rates over the EastTibetan margin throughout the Holocene. Finally, the low-temperature thermochronology data suggest that, in particular, the Maoergai fault has accommodated a vertical movement at ~ 10 Ma. This movement is probably related to the isostatic rebound of the margin, decoupled from the strike-slip movement it accommodates at the same period.