Croissance et Propagation des Failles Normales dans le Rift d’Asal-Ghoubbet par Datation Cosmogénique 36Cl – Liens avec le Magmatisme

Jury: Didier BOURLES ..................... Rapporteur Michel SEBRIER ..................... Rapporteur Claude JAUPART ..................... Examinateur Jean-Marc LARDEAUX ................. Examinateur Yves GAUDEMER ...................... Directeur de thèse Résumé: L'objectif de cette étude est de quantifier le fonctionnement des failles normales du rift d'Asal-Ghoubbet et de comprendre l?interaction magamto-tectonique lors des processus de rifting. Notre approche consiste dans un premier temps, à estimer l?âge d?initiation de certaines failles qui structurent ce rift en déterminant, à partir d?échantillons de basaltes, des durées d?exposition au rayonnement cosmique en utilisant l?isotope cosmogénique 36Cl. Pour se faire, nous avons donc mis en place un protocole chimique d?extraction du chlore naturel et cosmogénique et réalisé un code numérique de calcul d ?âge d?exposition. Les âges d?exposition obtenus à la fois sur plagioclases, roche totale et sur la matrice de plusieurs échantillons, ainsi que la datation d?une coulée basaltique reposant dur des calcaires d?âges connus permettent de valider notre approche. Enfin, l?estimation de l?âge de mise en place d?une coulée basaltique, antérieurement daté par K/Ar, montre que les processus érosifs doivent âtre pris en compte sur des larges gammes temporelles. Les mesures de décalages de différents marqueurs holocènes, réalisées à partir de photos numériques, permettent aussi d?enregistrer le glissement vertical le long des ces failles pour, les derniers 6 ka partir de calcaires lacustres et pour le dernier millier d?années à partir du liseré blanc. L?ensemble de ces résultats montrent que l?activité tectonique du rift d?Asal s?est initiée il y a 60 ka au Sud-Est du rift d?Asal mais a réellement démarré il y a 35 ka, les failles atteignant leur extension maximale vers 20 ka. Ce résultat montre que ces failles se sont initiées sur toute leur longueur avant d'accumuler un déplacement vertical, ce qui va à l'encontre d'un développement auto-similaire simple. Les failles et le système de failles bordier Nord du rift se sont propagés globalement vers le Nord-Ouest rapidement (40-70 cm/an) avec des vitesses de glissement vertical élevées (10 mm/an) qui semblent avoir diminuées au fur et à mesure de leur développement. Enfin, le mode de croissance des failles ne semble pas non plus avoir changé sur des échelles de temps de quelques dizaines de ka. Dans un second temps, l?analyse géochimique des coulées basaltiques qui remplissent le rift d?Asal met en évidence qu?il est l?expression en surface d?un méga-dyke lithosphérique d? ~10 km de large et de ~60 km de profondeur qui induit un taux d?amincissement de 6.25 cm/an sur une période de ~800 ka. Ces laves sont issues d?une chambre magmatique peu profonde (~4 km). Ce réservoir magmatique a fonctionné par pulses entre au moins 300 et 66 ka. Le remplissage magmatique du rift correspondrait à un volume total de laves de l?ordre de 20 km3 en 230 ka, mis en place à une vitesse moyenne de ~10^5 m3/an. La durée de ces pulses varie de quelques centaines d?années à quelques 5 ka avec des temps de récurrence de quelques centaines d?années à ~30 ka. Enfin, le développement des systèmes de failles au nord du rift serait responsable de la rotation antihoraire (plan horizontal) d?une vingtaine de degrés de petits blocs de laves de longueur ≤ 2 à 8 km.