Les cratons sont des formations géologiques fascinantes mais énigmatiques. Connus pour être des parties relativement stables de la croûte continentale terrestre, les cratons sont restés pratiquement inchangés depuis des milliards d’années. Bien que les cratons aient survécu à de nombreux événements géologiques, certains sont en cours de décratonisation, un processus caractérisé par leur déformation et leur destruction éventuelle.
Par exemple, le craton de Chine du Nord (NCC), un ancien bloc de croûte continentale, est connu pour avoir commencé une décratonisation importante au cours de l’ère mésozoïque, en grande partie à cause de modifications tectoniques et géochimiques et de la déstabilisation de sa base (ou « quille »). Cependant, expliquer les mécanismes à l’origine de ces transformations géologiques complexes s’est avéré difficile avec les techniques existantes et les connaissances actuelles.
Dans une étude récente publié dans Géosciences naturellesune équipe de recherche dirigée par le professeur Shaofeng Liu de l’Université chinoise des géosciences (Pékin) a réussi à combler ce manque de connaissances en développant un modèle informatique soutenu par de nombreuses données géologiques, géophysiques et géochimiques empiriques qui expliquent la déformation déroutante du NCC.
Plus précisément, le modèle développé se concentre sur la subduction de la plaque Izanagi sous la plaque eurasienne, où se trouve le NCC, comme raison sous-jacente à la décratonisation observée.
Crédit: Géosciences naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41561-024-01513-2
Les chercheurs ont comparé plusieurs géométries possibles de plaques subductées en utilisant des preuves de sismicité sismique et de stratigraphie de bassin pour affiner les reconstructions potentielles. Enfin, à l’aide de leur modèle géodynamique d’écoulement mantellique, ils ont simulé toute l’étendue du processus de subduction et validé les prédictions de manière empirique.
Leur analyse explique la décratonisation du CNC en trois phases. Premièrement, la plaque Izanagi a subi une subduction initiale et a glissé sous la plaque eurasienne. Cependant, au lieu de progresser vers le bas, la plaque Izanagi s’est aplatie et a commencé à se déplacer parallèlement à la plaque eurasienne, selon un processus appelé subduction en dalle plate. Les fluides provenant de la plaque subductée ont modifié la quille du NCC au-dessus, initiant sa destruction. De plus, les forces de compression ont provoqué d’autres déformations, telles que le chevauchement, l’épaississement du craton et le soulèvement de la surface.
Il est intéressant de noter qu’il y a eu ensuite un processus de retour en arrière, à la suite duquel la plaque subductée s’est à nouveau raidie et a progressé plus profondément sous la plaque eurasienne, atteignant l’interface supérieure-inférieure du manteau et subissant une subduction horizontale dans la zone de transition du manteau. Ce recul a provoqué une déformation en extension, entraînant un amincissement de la lithosphère et la formation de bassins de rift avec des dépressions topographiques en surface sur le craton.
De plus, une vaste région de matériau du manteau supérieur, connue sous le nom de « grand coin du manteau », s’est développée entre la dalle en progression et le craton, conduisant à une convection pouvant induire un métasomatisme intense et une fusion partielle ainsi qu’un échauffement et une érosion à la base du sous-sol. -craton, ainsi que le magmatisme.
Le professeur Liu déclare : « Nous avons développé avec succès un nouveau modèle d’écoulement mantellique intégrant une subduction de dalle plate et de recul, qui s’aligne sur l’évolution géologique de surface et la structure actuelle de la dalle mantellique.
« Fait intéressant, notre modèle validé peut décrire efficacement la dynamique espace-temps et la réponse topographique de la subduction de la dalle du manteau au fil du temps. »
Étant donné que les cratons contiennent des gisements de minéraux et de terres rares d’une immense valeur pour les applications technologiques, la compréhension du cycle de vie des cratons est importante d’un point de vue académique et pratique. En s’appuyant sur ces connaissances, des recherches plus approfondies sur l’histoire géologique de notre planète nous mèneront, espérons-le, à une compréhension plus approfondie des processus géologiques tels que la décratonisation, ouvrant ainsi la voie à un avenir plus durable.
Plus d’informations :
Shaofeng Liu et al, Déformation du craton due à la subduction et au recul d’une dalle plate, Géosciences naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41561-024-01513-2
Fourni par l’Université chinoise des géosciences