Evolution géodynamique et origine des reliefs de la chaîne de Patom (Sibérie Orientale) : apport des données de structurale, de stratigraphie et de thermochronologie basse température

Thomas de Boisgrollier (1)

1 iSTeP - Institut des Sciences de la Terre de Paris

The Central Asian Orogenic Belt (CAOB) also known as the Altaides is supposed to result from the accretion of volcanic arcs and microcontinents against the Siberian craton. An interdisciplinary approach including stratigraphic and structural study and a field survey led in the Patom area allows us to precise the geodynamic history of the region. The observed sedimentary succession confirms the existence of a passive margin setting in the Late Riphean (around 900 Ma), followed during the Vendian (630-600 Ma) by the obduction of the Baikal-Muya ophiolites belt and a foredeep inversion. This first accretion stage does not induce significant deformations and rather appears as a soft-docking event. Then, a period of relative tectonic quiescence is recorded until the main collision stage (Carboniferous) attested by new age constraints. The regional geodynamics is thus marked by a slow evolution with very long stable periods of more than 250 Ma between "convergent pulses". Moreover, we observe limited deformation and low shortening rate which seem to be characteristic of a pericratonic context and we conclude that accretionary orogens appear not mature. On another hand, apatite fission tracks analysis were carried out on samples from the Siberian platform, Patom range and Cenozoic Baikal rift basins. These new data reveal relative vertical movements and clearly show a late Jurassic - early Cretaceous tectonic reactivation of ancient Paleozoic boundaries. These results evidence successive stages of tectonic collage and terranes accretion, from Neoproterozoic to Mesozoic times, and raise the question of stabilization or cratonization of accretionary orogens and microplates jigsaws.

La "Central Asian Orogenic Belt" (CAOB), également connue sous le nom d'"Altaïdes" est en général considérée comme le résultat d'accrétions répétées d'arcs volcaniques et de microcontinents le long de la bordure Sud du craton sibérien et associée à une période de croissance continentale qui s'étend du Néoprotérozoïque au Mésozoïque supérieur. Une approche pluridisciplinaire incluant une analyse stratigraphique et structurale et une étude de terrain menée dans la région de Patom nous permet de préciser l'histoire géodynamique de la région. Les successions sédimentaires observées confirment l'existence d'une mise en place de marge passive au Riphéen supérieur (autour de 900 Ma), suivie durant le Vendien inférieur (vers 630-600) de l'obduction de la ceinture ophiolitique de Baïkal- Muya et de l'inversion du foredeep riphéen. Ce premier stade d'accrétion n'induit pas de déformations significatives et apparaît plutôt comme un épisode de "soft-docking". Une longue période de relative quiescence tectonique est ensuite enregistrée jusqu'à la phase de collision principale (au Carbonifère) attestée par de nouvelles contraintes sur les âges (datations, thermochronologie basse température, analyse géochimiques). La géodynamique régionale est donc marquée par une évolution lente avec de longues périodes de stabilité de plus de 250 Ma séparant des épisodes de collage tectoniques. Nous observons également une déformation limitée et de faibles taux de raccourcissement qui semblent caractéristiques d'un contexte péricratonique, et nous en concluons que les orogène d'accrétions sont immatures. D'autre part, des analyses de traces de fission sur apatites (thermochronologie basse température) ont été effectuées sur des échantillons de la plateforme sibérienne, de la chaîne de Patom et des bassins cénozoïques du système de rift Nord Baïkal. Ces nouvelles données révèlent des mouvements verticaux relatifs et montrent clairement une réactivation des principales limites tectoniques paléozoïques au Jurassique supérieur - Crétacé inférieur. Ces résultats mettent en évidence les stades successifs de collages tectoniques et d'accrétions de terranes entre le Néoprotérozoïque et le Mésozoïque, montrent le rôle joué par la rhéologie et la forme du craton sur les structures et les déformations de la chaîne de Patom, et soulèvent la question de la stabilisation des cratons et des orogènes d'accrétion péricratoniques, ainsi que de la croissance continentale par ce type de processus.

Mots clés: géodynamique; stratigraphie; hermochronologie

Domaines: Sciences de la Terre

Thomas de Boisgrollier. Evolution géodynamique et origine des reliefs de la chaîne de Patom (Sibérie Orientale) : apport des données de structurale, de stratigraphie et de thermochronologie basse température. Sciences de la Terre. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00595351⟩