Prisme d'accrétion

Un prisme d'accrétion est une structure géologique en forme triangulaire de prisme. Il correspond à une superposition d'écailles tectoniques lorsqu'il est d'origine sédimentaire et qu'il se trouve dans une fosse océanique, au niveau d'une zone de subduction, ou à un empilement de nappes lorsqu'il est d'origine crustale et qu'il se forme lors d'une collision continentale.

Schéma en coupe d'un arc volcanique montrant le prisme d'accrétion (à droite, en vert).

Étymologie

Le terme « prisme d'accrétion » vient d'une traduction erronée de l'anglais Accretionary wedge qui désigne plus précisément un objet prismatique et de section triangulaire[1]

Les deux types de prismes d'accrétions

Océanique

C'est une accumulation de sédiments provenant de la croûte océanique principalement.

La plaque tectonique océanique plongeante (subductée) fait s'accumuler les sédiments marins et les comprime contre la plaque susjacente (chevauchante). Il se forme un prisme de sédiment seulement si l'angle de la subduction (le plan de Wadati-Benioff) est faible. Les sédiments sont comprimés jusqu'à former des écailles qui se redressent, venant former un bourrelet caractéristique de la subduction et qui peut parfois émerger par endroits.

Exemples de prismes émergés

Orogénique ou de collision

Le prisme orogénique ou prisme de collision est à l'inverse du prisme d'accrétion océanique à l'échelle d'une montagne lors d'une collision continentale. Constitué d'unités chevauchantes imbriquées, empilées et inclinées vers l'intérieur de la chaîne montagneuse, il implique non plus les sédiments marins mais l'ensemble de la croûte terrestre[2].

Exemples de prismes orogéniques

Modèles relatifs à la déformation dans les prismes d'accrétion
Modèles schématiques de prismes d'accrétion dans des bassins d'avant-arc. (A) Modèle à vergence simple. (B) Modèle à vergence double. (C) Modèle à décrochement.

Les caractéristiques des déformations qui ont lieu dans les prisme dépendent de plusieurs facteurs : vitesse et obliquité de la convergence des plaques, friction à la base des prismes, rhéologie des différents matériaux... La forme générale des prismes d'accrétion peut être classée en trois modèles : simple vergence, double vergence et décrochement[3].

Lorsque le système convergent formé par les deux plaques est relativement symétrique, il se forme un prisme à vergence simple. Lorsque ce système est asymétrique, l'essentiel du matériel crustal accrété au prisme provient de la plaque plongeante et il se forme deux prismes à vergence opposée, le pro-prisme (pro-wedge sur le schéma) et le retro-prisme (retro-wedge)[4],[5].

Modèles de formation des prismes d'accrétion
Modèle de Coulomb : la plaque chevauchante (plaque supérieure) agit comme un butoir (backstop sur le schéma) qui pousse les sédiments à la manière d'un prisme de terre ou de neige déformé au front d'un bulldozer.

De nombreux travaux de modélisations analogique et numérique ont été réalisés afin d'expliquer la formation de ces prismes. Les modèles anciens relatifs à la mécanique des prismes d'accrétion (modèle du « glissement gravitaire » de Bucher[6], de l'étalement gravitaire (en) de Price (en) & Mountjoy[7], du fluide visqueux à l'intérieur d'un coin orogénique solide[8]) présentent trop d'incohérences et sont rejetés au profit du modèle de Coulomb, théorie développée par Elliott[9] et Chapple[10].

Notes et références
  1. De l'océan à la chaîne de montagnes : Tectonique des plaques dans les Alpes, Marcel Lemoine, Pierre-Charles de Graciansky, Pierre Tricart
  2. Damien Jaujard, Géologie, Maloine, , p. 72
  3. (en) Atsushi Noda, Ayumu Miyakawa, « Deposition and Deformation of Modern Accretionary-Type Forearc Basins: Linking Basin Formation and Accretionary Wedge Growth », dans Yasuto Itoh, Evolutionary Models of Convergent Margins - Origin of Their Diversity, IntechOpen, , p. 9-19
  4. (en) S. Hoth A. Hoffmann‐Roth, N. Kukowski, « Frontal accretion: An internal clock for bivergent wedge deformation and surface uplift », Journal of Geophysical Research, vol. 112, no B6,‎ , Journal of Geophysical Research (DOI 10.1029/2006JB004357)
  5. (en) S.D. Willett, C. Beaumont, P. Fullsack, « Mechanical models for the tectonics of doubly vergent compressional orogens », Geology, vol. 21,‎ , p. 371-374 (lire en ligne).
  6. (en) W. H. Bucher, « Role of gravity in orogenesis », Geol. Soc. America Bull, vol. 67, no 10,‎ , p. 1295–1318
  7. (en) R. A. Price & E. W. Mountjoy, « Geologic structure of the Canadian Rocky Mountains between Bow and Athabasca rivers-a progrss report, Structure of the Southern Canadian Cordillera, edited by J. O. Wheeler, Spec. Pap. Geol. Assoc. Can. », Geol. Assoc. Can, no 6,‎ , p. 7-25.
  8. (en) Darrel S. Cowan, Rose Mary Silling, « A dynamic, scaled model of accretion at trenches and its implications for the tectonic evolution of subduction complexes », Journal of Geophysical Research, vol. 83, no B11,‎ , p. 5389-5396 (DOI 10.1029/JB083iB11p05389)
  9. (en) David Elliott, « The motion of thrust sheets », J: Geophys. Res., vol. 81, no 5,‎ , p. 949-963 (DOI 10.1029/JB081i005p00949)
  10. (en) W.M. Chapple, « Mechanics of thin-skinned fold-and-thrust belts », Geological Society of America Bulletin, vol. 89,‎ , p. 1189-1198 (DOI 10.1130/0016-7606(1978)89).

Voir aussi

Article connexe

Lien externe
  • Portail de la géologie
  • Portail du monde maritime
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.