Rift médio-continental

Le rift médio-continental (Midcontinent Rift System, MRS), rift nord-américain, ou rift de Keweenaw[alpha 1] est un rift de 2 000 km de long, situé au centre du continent nord-américain et au milieu du bord sud de la plaque nord-américaine. Il s'est formé lorsque le cœur du continent, le craton nord-américain, a commencé à se désagréger durant le Mésoprotérozoïque, il y a 1,1 milliard d'années. La formation du rift fut avortée (il s'agit d'un aulacogène), laissant des couches épaisses de roches magmatiques exposées au nord, mais recouvertes par des formations sédimentaires ultérieures sur la plus grande partie des bras est et ouest, lesquels se rejoignent au lac Supérieur, qui est entièrement contenu dans la vallée du rift (en). La rive nord (en), située en Ontario et dans le Minnesota, définit l'arc nord du rift. Partant du lac, le bras est du rift tourne vers le sud du Michigan, et s'étend peut-être jusqu'à travers l'Indiana, l'Ohio, le Kentucky, le Tennessee et l'Alabama[1]. Le bras ouest traverse une partie du Wisconsin, du Minnesota, de l'Iowa, et du Nebraska pour atteindre le nord-est du Kansas[2], et peut-être même l'Oklahoma[3].

Carte géologique de l'Amérique du Nord, montrant (en bisque) le rift médio-continental (appelé ici rift de Keweenawan). Le Lac Supérieur occupe la pointe du rift.

Formation et arrêt
Les roches du rift sont exposées dans les régions colorées en orange autour du lac Supérieur (en noir). La région orange au nord du lac correspond à la zone du lac Nipigon.

Parmi les formations rocheuses créées par le rift, on trouve des roches plutoniques (gabbro et granite) ainsi que des laves basaltiques[4]. Dans la région du lac Supérieur, les remontées de ces roches fondues peuvent être dues à un point chaud, qui a produit une jonction triple[2]. La région s'est soulevée, et des flots de lave basaltique se sont écoulés à partir de l'axe central du rift, de façon analogue à la formation actuelle de la dépression de l'Afar.

Les extensions au sud-est et au sud-ouest correspondent à deux des bras de la jonction triple, tandis que le bras avorté s'étend vers le nord à travers l'Ontario, formant une dépression contenant le lac Nipigon[3],[5].

Le rift peut avoir été causé par des forces d'étirement liées au développement de l'orogenèse grenvillienne à l'est[3], les compressions ultérieures ayant amené à l'arrêt du rift après environ 20 millions d'années[3],[6],[7]. Si le processus avait continué, il en serait résulté l'effondrement du craton nord-américain et la création d'une mer : le rift avait progressé presque jusqu'au point où l'eau océanique se serait engouffrée[8]. Le rift médio-continental est le rift avorté le plus profond jamais découvert : tous les rifts plus profonds se sont transformés en bassins océaniques[8].

Le rift aujourd'hui
Les strates volcaniques émergent à l'Isle Royale et à la péninsule de Keweenaw[9].

Le lac Supérieur occupe un bassin créé par le rift[3]. Près du lac, on peut trouver des roches produites par le rift à la surface de l'Isle Royale et de la péninsule de Keweenaw[9], au nord-ouest du Wisconsin[10], et sur la côte nord du lac dans le Minnesota et l'Ontario[4]. On trouve à l'affleurement des roches similaires aussi loin au sud que le parc Interstate près de Saint Paul[3],[11],[12], mais ailleurs le rift est enterré sous des roches sédimentaires plus récentes pouvant avoir jusqu'à 9 km d'épaisseur[13]. Les parties enterrées du rift ont été cartographiées par gravimétrie (les roches basaltiques, denses, augmentent localement la pesanteur)[14], par étude aérienne du magnétisme et par sismologie[15].

La grande province ignée de Mackenzie au Canada, qui s'étend de Nunavut aux Grands Lacs[16], sur une superficie de peut-être 2 700 000 km2, s'est formée il y a 1,27 milliard d'années, et pourrait être en relation avec le rift.

Ressources naturelles
Carte des anomalies magnétiques de l'Iowa montrant la courbe du rift à travers l'État, du milieu du bord nord au bord ouest.[17].

La formation protérozoïque de Nonesuch Shale (en) contient assez de carbone organique (plus de 0.5 %) pour être considérée comme une roche-mère ; des traces d'hydrocarbures provenant du Nonesuch Shale, et identifiées comme précambriennes, ont été trouvées dans la mine White Pine du Michigan[18]. Des puits ont été forés dans les roches du rift, aussi loin qu'au Kansas, dans l'espoir de trouver du pétrole et du gaz[19]. Ce ne fut pas le cas, mais ces explorations ont permis d'obtenir des échantillons de roches profondes[13].

On trouve dans le Pays du cuivre d'importants dépôts de cuivre natif dans des roches associées au rift. Une industrie d'extraction du cuivre s'y est développée dès l'époque précolombienne, réactivée dans les années 1840 et continuant durant plus d'un siècle. Des dépôts de cuivre et de nickel, parmi les plus vastes du monde mais de faible teneur en minerai, existent également dans le complexe de Duluth (en) au nord du lac[20]. Considérés autrefois comme sans intérêt économique[21], ils ont récemment attiré un renouveau d'attention[22].

Galerie

Notes et références

Notes
  1. La péninsule de Keweenaw est la partie nord de la péninsule supérieure du Michigan, qui se projette dans le lac Supérieur.

Références
  1. (en) Carol Stein, « Is the "Grenville Front" in the central United States really the Midcontinent Rift? », GSA Today, vol. 28, no 5,‎ , p. 4–10 (lire en ligne, consulté le ).
  2. (en) « Middle Proterozoic and The Mid-continent Rift », Winona State University (consulté le ) (présentation Powerpoint).
  3. (en) W. R. Van Schmus et W. J. Hinze, « The Midcontinent Rift System », Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 13, no 1,‎ , p. 345–383 (DOI 10.1146/annurev.ea.13.050185.002021, Bibcode 1985AREPS..13..345V, lire en ligne, consulté le ).
  4. (en) Richard W. Ojakangas et Charles L. Matsch, Minnesota's Geology, Minneapolis, Minnesota, University of Minnesota Press, (ISBN 0-8166-0953-5).
  5. (en) William F. Kean, « Keweenawan Rift System », University of Wisconsin-Milwaukee, (consulté le ).
  6. (en) R. W. Ojakangas, G. B. Morey et J. C. Green, « The Mesoproterozoic Midcontinent Rift System, Lake Superior Region, USA », Sedimentary Geology (journal), vol. 141–142,‎ , p. 421–442 (DOI 10.1016/S0037-0738(01)00085-9, Bibcode 2001SedG..141..421O, lire en ligne, consulté le ) (résumé).
  7. (en) D. A. Schneider, D. K. Holm et V. Chandler, « A Superior Swath: Proterozoic Geology of the North American Midcontinent », American Geophysical Union,‎ (Bibcode 2006AGUFM.T42A..06S) (conférence).
  8. (en) T. K. Reeves et Herbert B. Carroll, « Geologic Analysis of Priority Basins for Exploration and Drilling », U.S. Department of Energy, Office of Scientific and Technical Information, (consulté le ).
  9. (en) Norman King Huber, « The story of Isle Royale National Park », United States Geological Survey, .
  10. (en) Raymond R. Anderson, « Introduction to the Midcontinental Rift », Iowa Department of Natural Resources Geological Survey, .
  11. (en) Harry M. Jol, « Interstate State Park, A Brief Geologic History », University of Wisconsin at Eau Claire, (consulté le ).
  12. [PDF] Interstate State Park Management Plan, Minnesota Department of Natural Resources Division of Parks and Trails, 2009, p. 26.
  13. (en) James G. Palaca, « Superior Province (051) », United States Geological Survey, (consulté le ).
  14. (en) David L. Daniels et Snyder, Stephen L., « Bouguer gravity anomaly map of north-central United States », Minnesota Geological Survey, (consulté le ).
  15. (en) W. Hinze, Kellogg, D. et Merritt, D., « Gravity and Aeromagnetic Anomaly Maps of the Southern Peninsula of Michigan », Michigan State Geological Survey, (consulté le ).
  16. (en) National Research Council, Division on Engineering and Physical Sciences, Commission on Physical Sciences, Mathematics, and Applications et Geophysics Research Board, Assembly of Mathematical and Physical Sciences, Geophysics Study Committee, Continental Tectonics, National Academies Press, (ISBN 978-0-309-02928-5, lire en ligne), p. 191.
  17. (en) Robert P. Kucks et Hill, Patricia L., « Iowa magnetic and gravity maps and data », U.S. Geological Survey, (consulté le ).
  18. (en) J.A. Seglund, "Midcontinent rift continues to show promise as petroleum prospect," Oil and Gas Journal, 15 May 1989, p.55-58.
  19. Parmi ces puits, une série de forages par Amoco, dont un « puits sec » de 2 206 m dans le comté d'Alger et un de 5 440 m en Iowa en 1987.
  20. (en) Dan Kraker, « FAQ: Everything you need to know about PolyMet », (consulté le ).
  21. (en) Mark Jira et David Southwick, « Mineral potential and geology of the Duluth Complex », Minnesota Geological Survey, University of Minnesota (consulté le ).
  22. (en) Dan Kraker, « PolyMet's copper-nickel mine rekindles decades-old environmental debate », Minnesota Public Radio, (consulté le ).

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