La bordure nord de la plaque ibérique à l'Albo-Cénomanien : architecture d'une marge passive de type ductile (Chaînons Béarnais, Pyrénées Occidentales)

Le manteau lithospherique subcontinental est exhume au pied des marges passives distales non-volcaniques en reponse a l’amincissement extreme de la croute continentale. Ce processus d’amincissement peut etre etudie a pied sec sur les temoins de la paleo-marge passive nord Iberique affleurant aujourd’hui au nord de la chaine des Pyrenees dans les Chainons Bearnais (Zone Nord-Pyreneenne : ZNP). La ZNP resulte de l’inversion de bassins ouverts entre les plaques Iberique et Europe pendant l’Albo-Cenomanien. Dans les Chainons Bearnais, la couverture mesozoique pre-rift est intimement associee aux roches du manteau subcontinental et a de fines lentilles tectoniques de croute continentale. L’hyper amincissement crustal s’est deroule dans des conditions thermiques relativement chaudes, comme le montrent les deformations ductiles syn-metamorphiques cretacees affectant la croute continentale et la couverture mesozoique allochtone, localement en contact tectonique sur le manteau exhume. Dans cette these, nous presentons des donnees structurales et geochimiques apportant de nouvelles contraintes pour la connaissance du processus d’amincissement extreme de la croute continentale et pour la reconstruction de l’evolution de la paleo-marge nord-Iberique. La couverture pre-rift a ete desolidarisee de son socle paleozoique au niveau des evaporites du Keuper et mise en contact direct avec le manteau pendant son exhumation dans le fond des bassins. Le detachement croute/manteau est une discontinuite majeure caracterisee par des bandes de cisaillements anastomosees definissant une fabrique lenticulaire (« phacoidal fabric ») d’epaisseur pluri-metrique au sommet du manteau serpentinise. La croute continentale se reduit a de minces ecailles elles-memes anastomosees, separee par des bandes de cisaillement dans le facies schistes verts et evoluant vers des cataclasites plus froides. Les analyses par spectrometrie Raman sur la matiere carbonee (RSCM) montrent que l’ensemble de la couverture mesozoique a ete soumis a des temperatures maximales comprises entre 200°C et 480°C. Elle est sujette a d’intenses circulations de fluides. Les interactions fluides/roches ont eu lieu lors de tous les stades de l’extension, depuis les contextes profonds durant la deformation ductile, jusqu’au domaine superficiel durant la deformation cassante. Le detachement manteau/Mesozoique est marque par une couche de roches metasomatiques, riches en talc, chlorite et pyrite, mises en place dans les conditions du facies schistes verts, impliquant en partie des fluides issus de la serpentinisation du manteau. De plus, la geochimie isotopique (O, C, Sr) et les inclusions fluides presentes dans des veines de carbonates des sediments mesozoiques, temoignent d’une circulation de saumures chaudes (~200°C), a travers toute la couverture sedimentaire pendant l’exhumation du manteau. Ces saumures sont issues de la dissolution des evaporites du Keuper, tres rarement conservees dans les Chainons Bearnais. Nous developpons un modele conceptuel base sur la geologie des Chainons Bearnais dans lequel la croute continentale moyenne est deformee ductilement. Le fonctionnement de detachements contre-regionaux (a pendage vers le continent) est associe a l’individualisation de fines lentilles tectoniques de croute continentale moyenne qui sont extraites et exhumees avec le manteau dans le fond des bassins albo-cenomaniens, laissant en arriere la croute continentale superieure et inferieure. Ces lentilles crustales collees au manteau forment alors une large zone de croute extremement amincie. Des fenetres ouvertes au sein de cette mince pellicule crustale permettent au manteau de venir en contact direct avec les sediments pre-rifts (Saraille, Turon de la Tecouere). Des ouvertures au sein de la couverture pre-rift permettent au manteau de venir directement a l’affleurement (Urdach-Les Pernes). Nous montrons finalement que: (i) les sediments pre-rifts ont subi un amincissement syn-metamorphique avec genese d’une foliation S0/S1 et, (ii) le socle paleozoique a ete reduit a de fines lentilles tectoniques deformees ductilement et restees adherentes au manteau. Ainsi, la rheologie de la croute durant l’amincissement est controlee en grande partie par la presence d’une couverture sedimentaire pre- et syn-rift epaisse decollee jouant le role d’un couvercle thermique efficace. Ces nouvelles donnees permettent de proposer que la marge continentale passive Nord-Iberique est de type ductile, caracterisee par une necking zone etroite et une large zone de croute continentale extremement amincie (hyper-thinned) ou le manteau est localement denude. Ces resultats representent une contribution nouvelle pour la comprehension des mecanismes de l’amincissement crustal en contexte d’exhumation du manteau ; ils permettent egalement d’identifier des structures majeures impliquees dans l’heritage structural, lors de l’inversion tectonique des bassins.