La marge du Mozambique révèle l’histoire de la séparation entre l’Afrique et l’Antarctique

Pour prédire l’initiation du mouvement des plaques, la connaissance détaillée de l’architecture des marges continentales est essentielle. Une nouvelle étude montre toute la complexité des processus qui se sont joués au moment de la séparation de l’Afrique et de l’Antarctique.

Les marges : de la croûte continentale à la croûte océanique

Lorsqu’un continent se fragmente sous l’effet des forces tectoniques, la mise en place d’un nouvel océan va mener à la formation de marges passives. Les marges continentales représentent ainsi des endroits bien particuliers à la surface de la Terre, puisqu’elles marquent la transition entre deux types de croûtes foncièrement différentes : la croûte continentale et la croûte océanique. De nombreux processus tectoniques et magmatiques interviennent lors de la formation des marges entrainant de grandes variabilités de morphologie et d’architecture. L’étude de ces marges permet ainsi de remonter le temps et de reconstruire l’évolution de la rupture continentale d’une région.

Dans la grande famille des marges passives, les marges transformantes ont la spécificité de s’être développées dans un contexte d’extension oblique, menant au développement de grandes zones de fractures parallèles à la marge et à l’ouverture océanique. Parmi ce type de marge, la marge du Mozambique (Limpopo) est un témoin de la fragmentation du Gondwana et en particulier de la séparation de l’Afrique et de l’Antarctique. Cette zone est caractérisée par une grande complexité structurale. Connaître l’évolution du bassin du Mozambique est pourtant crucial pour affiner les reconstructions cinématique du Gondwana. Dans ce contexte, délimiter clairement les différents types de croûtes et leurs caractéristiques géologiques est très important.

Une nouvelle étude menée par Vincent Roche et Sylvie Leroy, de l’ISTeP, présente ainsi de nouveaux résultats concernant la nature et la structure de la croûte au niveau de la marge de Limpopo, dans le Bassin du Mozambique.

L’importance de définir précisément les différents domaines crustaux

La nature de la croûte dans certaines zones de ce bassin (plaine côtière du sud du Mozambique et la vallée de Natal) est en effet discutée depuis des décennies. Les incertitudes les concernant ont d’ailleurs engendré de nombreux problèmes dans les reconstructions des plaques tectoniques. Afin de mieux caractériser la nature de la croûte au niveau de la marge de Limpopo, les chercheurs ont analysé de nouvelles données sismiques permettant de sonder l’architecture du socle en profondeur et de construire un modèle de vitesse. Associées à des données de puits permettant de contraindre la nature des roches, l’équipe a ainsi pu identifier et délimiter précisément 3 domaines crustaux : un domaine de croûte continentale au niveau de la plaine côtière, épais de 30 à 32 km, un domaine transitionnel composé de croûte continentale fortement intrudée par des roches magmatiques et un dernier domaine caractérisé par une croûte océanique épaisse (plus de 8 km). Des datations ont été aussi effectuées sur certaines roches volcaniques afin de contraindre les âges des différents événements tectoniques et magmatiques.

Processus tectoniques et magmatiques ont joué de concert durant toute l’évolution de la marge

Les observations ont permis de retracer l’enchaînement des événements tectoniques et magmatiques ayant eu lieu depuis le stade de rifting initial (180 Ma) jusqu’à la mise en place de la croûte océanique (156 Ma) dans un contexte d’extension oblique. Alors que les marges transformantes sont généralement associées à des processus tectoniques par le jeu des grandes zones de fracture, les résultats de l’étude, publiée dans le journal Tectonics, montrent que la marge de Limpopo a également été soumise à une intense activité magmatique au cours de son évolution. En effet, les premières étapes de formation de la marge auraient été contrôlées principalement par un système complexe de failles décrochantes, qui aurait permis un apport soutenu en magma. Cette activité magmatique intense aurait aussi significativement contribué à la localisation de l’extension dans la croûte tout au long de l’évolution de la marge.

Ces marges sont donc caractérisées par une forte interaction entre processus tectoniques et magmatiques. L’apport excessif en magma serait à associer en premier lieu à une dynamique particulière du manteau dans cette région.

Résumé rédigé par Morgane Gillard

Pour en savoir plus : Roche, V., Leroy, S., Guillocheau, F., Revillon, S., Ruffet, G., Watremez, L., et al. (2021). The Limpopo magma-rich transform margin, South Mozambique – 2: Implications for the Gondwana breakup. Tectonics, 40, e2021TC006914. https://doi.org/10.1029/2021TC006914