La rhéologie et pétrologie de la lithosphère

Question scientifique

Les observations directes des roches de la croûte souvent partiellement fondues sont encore aujourd'hui insuffisantes pour établir des modèles de comportement mécanique dans les racines de chaînes de montagnes et systèmes ophiolitiques associés. L'objectif de notre groupe est de répondre aux questions suivantes:

1-Quelle est le rôle de l'infiltration de liquides magmatiques ou fluides sur la rhéologie des roches ?
2-Quelles sont les conditions de fluage de la croûte inférieure et du manteau sous-jacent ?
3-Quels sont les mécanismes de l'exhumation de la croûte dans les orogènes ?
4-Quelles influences va avoir cette structuration profonde lors de sollicitation de la croûte dans le domaine fragile?

La compréhension de ces processus permettra de développer des modèles conceptuels ou semi-quantitatifs du comportement rhéologique et mécanique de systèmes convergents variés ainsi que lors de leur réactivation en domaine fragile suite à l'exhumation.


Méthodes et chantier

L'étude des roches comprend les observations structurales et microstructurales (microscopes optique et à balayage), les analyses chimiques (roches et minéraux), les données quantitatives de l'analyse microstructurale et des fabriques (diffraction des électrons rétrodiffusés, analyses quantitative et statistique de microstructure Poly-Lx, anisotropie de susceptibilité magnétique) et la modélisation thermodynamique (PERPLEX, THERMOCALC, MELT). Elles permettent aussi l’élaboration de modèles nouveaux, dont ceux de l'enfouissement des roches dans les orogènes par le fluage de la croûte inférieure, de l'exhumation des roches profondes par l'extrusion ou le flux chenalisé, et des échanges verticaux de matière et de chaleur dans les racines orogéniques par la redistribution gravitaire forcée et/ou le plissement crustal. Dans le domaine fragile de la croûte, les paramètres mécaniques de la fracturation, les propriétés pétrophysiques de ces structures et de la matrice permettent d'élaborer des modèles de circulation des fluides et leur rôle dans la déformation de la couverture rigide des orogènes. Les concepts nouveaux de l'accrétion de la croûte seront évalués sur les exemples qui représentent deux pôles purs de la croissance des continents : la construction continentale dans la Ceinture Orogénique d'Asie Centrale et la collision continentale pendant l'orogénèse Varisque de l'Europe. L'orogène panafricain sera plus particulièrement analysé pour définir son contrôle sur la déformation fragile extensive (Mer Rouge et Golfe d'Aden).