Construction de la Cordillère Américaine

Si le découpage actuel et l'évolution géodynamique actuelle est assez claire et bien documentée, l'évolution géodynamique des différentes unités composant la région Alaska-Canada est en revanche plus difficile à reconstruire. L'Alaska résulte d'une accrétion entre des terrains d'affinité océanique, continentale et d'arcs du Paléozoïque au Cénozoïque entre les cratons d'Amérique du Nord et d'Asie de l'Est (Plafker and Berg, 1994 ; Nockleberg et al., 2000 ; Colpron et al., 2007). L'Alaska et le Canada se découpent en plusieurs unités d'affinités dont l'essence et l'évolution sont très différentes. Plusieurs unités (cf Tableau II.1 et Figure II.11) semblent avoir eu des histoires très distinctes et sont distingués dans cette étude :

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- les terrains de la Cordillère canadienne, des Chugach-St-Elias Mountains constituent la proto-Amérique du Nord, d'affinité Laurentienne, représentés Figure II.11 et sont caractérisés par des dépôts de plate-forme protérozoïques à triasiques et forment l'actuel Yukon, la Colombie Britannique et le centre de l'Alaska.

Figure II.11 : Illustration (d'après Colpron et al., 2007 et Fuis et al. 2008) des principaux terrains de la Cordillère américaine et canadienne, regroupés par affinité paléogéographique. En bleu figurent le North Slope, la péninsule de Seward et le terrain de Ruby ; en violet sont représentés les terrains de Wrangell et Peninsular (pour plus de détails voir Tableau II.2) ; en rouge sont représentées les roches océaniques ; en orange figurent les terrains de Chugach, Prince William, Crescent et Yakutat ; en jaune est représenté l'arc volcanique de Yukon-Koyukuk.

- les terrains de Wrangell-Peninsular (détaillé dans le Tableau II.2) qui forment un ensemble de roches métamorphiques, sédimentaires et volcaniques, qui ne sont pas d'affinité Laurentienne, mais auraient plutôt une affinité avec les blocs paléozoïques Baltica ou Siberia. Ces affinités sont basées sur des études paléontologiques, palynologiques, paléomagnétiques ou sur la "signature en âges" des zircons détritiques (Colpron et al., 2007).

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Ensembles Terrains Remarques

Bloc Alaska Arctique

Alaska Arctique (North Slope) * Terrain de Ruby *

Terrain de Hammond * Terrain d'Angayucham *

Bloc Laurentia ~ Craton d'Amérique du Nord

- Dépôts de plate-forme protérozoïques à triasiques (actuel Yukon, Colombie Britannique et centre Alaska)

- Craton

Bloc Siberia ou Baltica ? ^Wrangell Peninsular Arc volcanique Yukon-Koyukuk Arc volcanique

Terrains accrétés-subductés dans la fosse de subduction des Aléoutiennes

Chugach Prince William Crescent Kula Yakutat

Tableau II.1 : Unités décrites dans la Figure II.11 et les terrains qu'elles comportent. Le détail des terrains est résumé en Tableau II.2. Les terrains marqués d'une astérisque sont détaillés et discutés dans le Chapitre IV.

- les terrains du bloc Alaska-Arctique qui sont composés de différentes unités détaillées dans le Chapitre IV.

- le complexe de Yukon-Koyukuk composé de roches métamorphiques protérozoïques à paléozoïques et de roches issues d'arc volcanique dont l'âge d'accrétion dans la fosse de subduction est inconnu.

- les terrains de Chugach-Prince William qui ont été accrétés dans la fosse de subduction, les terrains de Crescent (monts sous-marins) et les terrains de Kula et Yakutat (fragments de lithosphère océanique) qui sont passés en subduction.

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Terrains Nature Age de collision ou

d'accrétion ^Remarques

Yukon Roches

métamorphiques protérozoïques à paléozoïques et roches issues d'arc volcanique

Séparé des autres terrains (au Sud) par faille de Dénali Affecté par

plutonisme Crétacé et extension

Wrangell Ensemble de roches

métamorphiques, sédimentaires et ignées Jurassique supérieur - Crétacé inférieur Ensemble intrudé par des granites Jurassique supérieur à Néogène Peninsular Chugach Roches métamorphiques, mélange, et ensemble de roches volcaniques-océaniques et sédimentaires interprétées comme un ancien complexe de subduction Crétacé inférieur à supérieur ? Roches métamorphiques (schistes bleus) du Trias supérieur-Jurassique inférieur et mélange contenant fossiles du Trias au Crétacé supérieur

Prince William Paléocène-Eocène ? Roches

sédimentaires marines et volcaniques

paléocènes-éocènes

Crescent Monts sous-marins Paléocène-Eocène

Kula Roches d'affinité

océanique

Paléogène (Paléocène-Eocène ?)

Yakutat Lithosphère ou plateau

océanique Tortonien (Miocène - 10 Ma) Son accrétion a changé les conditions aux limites sur la plaque Nord Américaine (on va créer les Chugach et St-Elia Mountains à cette époque) Tableau II.2 : Informations sur les unités passées en subduction ou accrétées au niveau du prisme de la fosse des Aléoutiennes.

Dans les années 1980-1990, de grandes campagnes d'acquisition de données géologiques et géophysiques ont été entreprises en Alaska et au Canada. Au Canada, la campagne LITHOPROBE-SNORCLE (Slave Northern Cordillera Lithospheric Evolution) a été organisée afin d'obtenir des informations sur la structure profonde de la cordillère canadienne jusqu'alors assez mal connue (Figure II.12). En Alaska un profil sismique grand-angle a

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notamment été acquis : le TACT (Trans Alaskan Crustal Transect ; Figure II.13). Ce profil sismique mesure 1350 km de longueur et relie la fosse des Aléoutiennes à l'Océan Arctique et a une pénétration suffisante pour identifier des structures jusqu'à environ 50-60 km de profondeur.

Figure II.12 : Profil issu de la campagne LITHOPROBE-SNORCLE. Le trajet du profil suivant est représenté sur la Figure II.11. Figure d'après Cook et al. (2012).

58 Figure II.13 : Trans-Alaskan Crustal Transect (TACT), d'après Fuis et al. (2008). Le trajet du TACT est représenté sur la Figure II.11.

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Au Jurassique moyen, la fermeture de l'espace océanique compris entre les terrains de Wrangell-Peninsular et la plaque nord américaine située au nord de ceux-ci (Figure II.11, Trop and Ridgway, 2012) est la première étape jurassique de construction de la péninsule alaskane. Cette accrétion est synchrone de subduction de la plaque Pacifique au sud du terrain de Wrangell. Durant tout le Jurassique, l'espace océanique situé au nord se ferme progressivement de sorte que la plaque Nord Américaine et les terrains de Wrangell-Peninsular entrent en collision entre le Jurassique supérieur et le Crétacé inférieur (Trop and Ridgway, 2012 ; cf Tableau II.1). La subduction Pacifique se poursuit et des plutons issus entre autres de la fusion de la plaque plongeante intrudent le terrain de Wrangell du Jurassique supérieur au Néogène. Des terrains interprétés comme d'anciens complexes de subduction antérieures (faites d'un ensemble de roches volcaniques, sédimentaires et métamorphiques) que sont les terrains de Chugach et de Prince William sont accrétés dans la fosse de subduction du Crétacé (inférieur ou supérieur) au Paléocène-Eocène. A partir du Paléocène-Eocène, les monts sous-marins de Crescent passent en subduction. C'est également à cette période que la "plaque de Kula", qui est composée de roches océaniques, passe en subduction sous le continent Nord-Américain. Le terrain de Yakutat, qui est composé de lithosphère océanique, entre en subduction dès le Miocène jusqu'à aujourd'hui et a contribué à la formation des reliefs de Chugach et St-Elias (Enkelmann et al., 2008).

Reconstruire l'évolution de la région Alaska-Canada implique une accumulation de données diverses et nombreuses. Notre étude se centre sur une partie abordée dans ce chapitre qui est le bloc Alaska-Arctique que nous avons investigué au cours de cette thèse.

3. Liens géodynamiques entre la mer de Beaufort et les chaînes de