Géologie de la région de Nidar et du Tso Morari (Himalaya indien, Ladakh) de la subduction intra-océanique à l’exhumation des nappes

Thèse soutenue par Nicolas Buchs, le 1er février 2019, Institut des sciences de la Terre

La formation de la chaine de montagne himalayenne résulte de la collision entre les plaques tectoniques indienne et eurasienne qui a eu lieu il y a environ 55 millions d’années. Avant la collision, le continent indien était séparé du continent eurasien par l’océan Néotéthys large de plusieurs milliers de kilomètres. Cet océan a presque entièrement disparu par subduction sous la plaque eurasienne.

Certains restes du plancher océanique se trouvent actuellement coincés au sein même de la chaine himalayenne, sous la forme d’un ensemble de roches appelé « ophiolites ». Ces ophiolites sont très importantes, car elles sont souvent les uniques témoins des océans aujourd’hui disparus. De plus, elles constituent le plus souvent une ancienne limite entre deux de plaques tectoniques appelée « suture ». L’étude des diverses roches de la chaîne himalayenne permettent de retracer leur évolution depuis leur formation jusqu’à leur mise en place au sein de l’orogène himalayen.

La région de Nidar et du Tso Morari dans le nord-ouest de l’Himalaya illustre la transition entre la plaque indienne et la plaque eurasienne. Elle inclut des restes de l’océan Néotéthys préservés sous forme d’ophiolites dans la zone de suture de l’Indus.

Une des particularités de la zone étudiée est la présence de roches continentales qui ont été métamorphisées à de très grandes profondeurs (-60-100 km), autrement dît ayant subi de très hautes pressions durant la subduction du contient indien sous la plaque eurasienne. Ces roches ont ensuite été exhumées et sont actuellement visibles à l’affleurement. Elles forment l’unité tectonique du Tso Morari. Cette unité, ou nappe tectonique, est constituée de granites ordoviciens (480 millions d’années, Ma) faisant intrusion dans des sédiments précambriens à cambriens.

Une autre particularité de la région du Tso Morari est la présence de l’Ophiolite de Nidar, une séquence ophiolitique presque complète appartenant à la suture de l’inclus. Cette croûte océanique s’est formée dans la plaque supérieure eurasienne durant le Crétacé inférieur (-131 Ma) suite au magmatisme généré par la plaque subductante. Un prisme d’accrétion s’est progressivement formé au niveau de la fosse de subduction et a permis de préserver de la subduction certains éléments de l’extrémité nord de la plaque indienne et de l’océan, dont des fragments d’anciennes îles océaniques. Ces édifices volcaniques sont partiellement conservés dans les nappes de Drakkarpo et de Karzok­Ribil qui ont été redéfinies dans ce travail.

Cette thèse suit une démarche géologique pluridisciplinaire permettant de définir et de contraindre notamment:

1. la géologie de la région de Nidar et du Tso Morari par une cartographie géologique détaillée ;
2. l’âge et la durée de l’activité magmatique en lien avec la subduction de la plaque indienne (formation de (‘Ophiolite de Nidar) ;
3. la géométrie et la composition du prisme d’accrétion ;
4. l’âge des derniers enregistrements marins de l’océan Néotéthys ou encore
5. l’âge des processus et le déroulement de la collision entre les plaques indienne et eurasienne.

Les différents résultats présentés dans cette thèse ont permis de reconstituer la paléogéographie du secteur compris entre la plaque indienne et la plaque eurasienne pour la région de Nidar et du Tso Morari, dans l’est du Ladakh. Cette reconstitution retrace toute l’évolution de l’initiation de la subduction jusqu’à l’exhumation et la mise en place des nappes tectoniques durant la collision et la formation de l’Himalaya.