Interaction of tropical morphogenesis and epirogeny : example of New Caledonia Island (Southwest Pacific)
Morphogenèse tropicale en contexte épirogénique modéré : exemple de la Nouvelle-Calédonie (Pacifique Sud-Ouest)
Résumé
Cette thèse est une contribution à la compréhension de l’évolution à long terme (106 – 107 ans) des paysages tropicaux sous l’influence d’un forçage épirogénique et de fluctuations climatiques. Elle a pour objet la Grande-Terre de Nouvelle-Calédonie et pour méthodes la géomorphologie, la cartographie des surfaces d’aplanissement assistée par SIG, l’analyse stratigraphique et structurale de formations sédimentaires fluviatiles ainsi que l’analyse de données géophysiques, topographiques et bathymétriques. Les résultats de ces approches croisées permettent de proposer un schéma d’évolution morphotectonique de la ride de Nouvelle-Calédonie depuis la fin de l’orogenèse alpine il y a 32 Ma. Deux périodes de morphogenèse sont distinguées.
La première enregistre le soulèvement épisodique de la ride de Nouvelle-Calédonie, marqué par des périodes de quiescence propices à l’aplanissement latéritique, alternant avec des épisodes de l’incision des surfaces latéritiques.
L’enrichissement des principaux gisements de nickel supergènes de type saprolitique s’opère pendant cette période, lors d’un épisode continu et lent de d’enfoncement du niveau de base permettant aux surfaces altérées d’évoluer vers des formes de versant tout en étant soumises à une forte altération dans de bonnes conditions de drainage.
L’enrichissement en nickel des plaines latéritiques (aujourd’hui perchées) situées en aval de ces versants, pourrait être contemporain ou légèrement postérieur à celui des surfaces de versant.
Au cours d’une deuxième période se met en place un régime érosif principalement contrôlé par des alternances climatiques et des mouvements épirogéniques d’origine tectonique et isostatique. Le début de cette période est marqué, à l’Oligocène supérieur ou au tout début du Miocène, par la mise en place de systèmes sédimentaires fluviatiles consécutive à des phases d’incision du réseau hydrographique. À la suite de l’installation du premier delta se développe un système de trois glacis cuirassés successifs sur les piedmonts des massifs de péridotites. Ils sont les témoins de l’alternance de climats relativement secs (permettant la pédimentation) et humides (permettant leur ferruginisation).
Un épisode de déformation extensive affecte la Grande-Terre à l’Oligocène supérieur ou au Miocène tout à fait basal. Il se caractérise par l’activation de failles parallèles à la ride et une direction d’extension normale à cette dernière. Un changement cinématique d’ampleur régionale initie un régime transtensif associé à une direction d’extension parallèle ou légèrement oblique à la ride de Nouvelle-Calédonie, compatible avec la convergence de plaque initiée au Miocène moyen ou supérieur le long de la zone de subduction de Vanuatu.
L’extension néogène a induit le découpage et l’effondrement des piedmonts et du plateau continental de la ride dans les bassins océaniques adjacents ainsi que le basculement transversal de la ride vers le SW dont la dissymétrie résultante est marquée par un escarpement côtier nord oriental de plusieurs centaines de mètres et une large plaine côtière sud occidentale. Le basculement a induit une phase majeure d’érosion régressive sur le drainage nord oriental de la ride alors qu’une large pédiplaine s’installait sur le versant sud occidental.
Il semble que la marque des oscillations quaternaires de niveau de niveau de base soit confinée aux régions côtières de la Grande-Terre et à son lagon.
This thesis is a contribution to the understanding of long-term (106 – 107 yr) tropical landform development under the influence of epeirogenic forcing and climate change, with a special reference to mainland New Caledonia. The approach combines geomorphic analysis, GIS-assisted mapping of lateritic landsurfaces, stratigraphic and structural analysis of fluvial sediments as well as the interpretation of geophysical, topographic, and bathymetric data.
The results of this multidisciplinary approach allows proposing a morphotectonic development model for the New Caledonia ridge since the end of the Alpine orogeny in the earliest Oligocene. Two main periods are distinguished.
The first period records episodic uplift of the rigde, with times of quiescence enhancing lateritic planation, alternating with incision episodes of the lateritic surfaces.
Enrichment of the main saprolitic Nickel ore deposits took place during this period, due to a prolonged episode of slow base level lowering, allowing weathered surfaces to evolve towards valley side slopes during continuous lateritization provided by good drainage conditions. Ni enrichment of the downstream lateritics plains (today dissected by erosion) could be contemporaneous- to slightly younger than that of the ore-bearing valley sides.
During a second period, a new erosional regime operated, driven by climate change and epeirogenic movements of tectonic or isostatic origin. The beginning of this period is marked, in the Late Oligocene to the earliest Miocene, by the settlement of two aggrading fluvial sedimentary systems following two regional phases of river incision. A system of three stepped, ferricrete-capped, pediments (glacis) of regional extent developed after the abandonment of the first deltaic sequence. They record alternation of phases of drier tropical climate (allowing pedimentation) and returns to humid conditions (allowing ferralitization of the previously settled pediment).
In the Late Oligocene / earliest Miocene, the New Caledonia ridge underwent a phase of extensional tectonics characterized by the activation of ridge-parallel faults with a stretching direction normal to the ridge. A regional kinematic change initiated a transtensional regime associated with ridge-oblique extension, compatible with the initiation of subduction of the Australian plate beneath the Pacific plate in the Early/mid Miocene along the Vanuatu trench.
Neogene extensional tectonics led to the dissection and collapse of the piedmont and continental platform of the ridge into the adjoining ocean basins as well as the tilting of ridge towards the SW, resulting in the formation of a large coastal escarpment along the NE edge of the island. Tilting induced a phase of regressive erosion on the northeastward flowing drainage of the island whereas a large pediplain developed on the southwestward flowing drainage.
The imprints of Quaternary base-level changes appear to have been confined to the coastal regions of the island and its lagoon.
Domaines
Géomorphologie
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