La Dépression Ouest Blanco

1.1. Situation géographique de la Dépression Ouest Blanco.

La Dépression Ouest Blanco se situe au large des côtes de l’Oregon, à l’intersection de la dorsale JdF et de la zone de fracture Blanco (Fig. C1-1a). La zone de fracture Blanco décale sur 360 km et de façon dextre deux dorsales caractérisées par des taux d’accrétion intermédiaires : la dorsale Gorda au sud (60 mm/an ; Atwater et Murdy, 1973) et la dorsale JdF au nord (56 mm/an ; Delaney et al., 1981 ; Riddihough, 1984 ; Wilson, 1993). La zone de fracture Blanco se compose de cinq linéaments cisaillants longs d’environ 100 km, orientés parallèlement à la direction d’accrétion (Fig. C1-1b) et connectés par de petites dépressions obliques. Les trois dépressions situées à l’est de la zone de fracture (Gorda, Cascadia et Surveyor ; Fig. C1-1b) seraient de petits segments d’accrétion, emprisonnés dans la structure transformante lors de la réorganisation de la zone de fracture en réponse aux changements de mouvement de la plaque Juan de Fuca (Embley et Wilson, 1992). Les deux dépressions les plus occidentales (Dépressions Ouest et Est Blanco) seraient quant à elles de petits bassins en pull-apart.

La Dépression Ouest Blanco forme une fosse profonde (4860 m) s’étendant perpendiculairement à la dorsale JdF sur 55 km, entre l’axe de la dorsale et la trace d’un ancien segment en propagation (pseudofaille ; Fig. C1-2a). Cette fosse est bordée au sud par un flanc à pente douce, appelé Plateau de Parks, et au nord par un escarpement de faille plus abrupt, qui sera nommé par la suite Mur Nord (Fig. C1-2).

Le Mur Nord correspond a une dénivellation de 2500 m, caractérisée par une pente abrupte (45 à 50° ; Fig. C1-2b) soumise aux déformations induites par le mouvement transformant, mais aussi par une composante en extension (Dauteuil, 1995 ; Juteau et al., 1995b). Le Mur Nord entaille la lithosphère formée à l’axe de la dorsale JdF et tronque la fabrique de collines abyssales développée parallèlement à l’axe. La structure de la croûte océanique exposée le long du Mur Nord étant en grande partie préservée de perturbations

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tectoniques majeures, ce site offre une fenêtre pétrographique sur la partie supérieure de la croûte océanique formée au niveau d’une dorsale à taux d’accrétion intermédiaire. De plus, son orientation perpendiculaire à l'axe permet d'étudier les variations temporelles de la chimie des laves, latéralement pour l’intervalle de temps compris entre 0 et 1,5 Ma et sur une même verticale pour les échelles de temps plus petites. Cependant, la forte pente du Mur Nord induit une importante instabilité gravitaire, entraînant le recouvrement partiel du pied de l’escarpement et du fond de la WBD par des pierriers à blocs, des éboulis, des sédiments bréchiques ou des panneaux glissés. De plus, deux glissements de terrain majeurs ont été

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identifiés, chacun d'eux formant un vaste ensemble très fracturé mais ayant plus ou moins conservé sa cohérence interne.

Le Plateau de Parks, formant le flanc sud de la WBD, correspond à une structure peu profonde (1650 m), large d'une dizaine de kilomètres, orientée N115° (Fig. C1-2). Les caractéristiques du Plateau de Parks sont remarquablement différentes de celles du Mur Nord tant au niveau topographique que tectonique (Fig. C1-2b). Ainsi, le Plateau de Parks ne montre aucun signe d’activité tectonique active. De plus, alors que la pente du Mur Nord est régulière, le flanc nord du Plateau de Parks est caractérisé par un replat à mi-pente, où affleurent des blocs basculés constitués dans leur partie sommitale de sédiments indurés (Juteau et al., 1995b). La présence de ces sédiments implique que cette zone correspondait à l'origine au plancher de la dépression. Sa position actuelle, environ 1400 m au-dessus du fond de la WBD (Fig. C1-2b), témoigne donc une subsidence ultérieure de la zone nord, créant la dépression et laissant les sédiments indurés perchés à mi-pente. Le mur sud du Plateau de Parks forme quant à lui une falaise régulière, brutalement tronquée par la plaine abyssale Tufts (Fig. C1-2).

1.2. Réorientation de la dorsale Juan de Fuca et évolution cinématique de la Dépression Ouest Blanco.

La formation et l’évolution temporelle de la WBD résultent directement des réorganisations successives de la zone de fracture Blanco, en réponse aux contraintes s’appliquant sur la plaque Juan de Fuca. La plaque Juan de Fuca, qui s’étend au nord de la zone de fracture, est constituée d’une lithosphère jeune et légère qui entre en subduction à l’est, sous la plaque Nord-Américaine (Fig. C1-1a). Les contraintes cinématiques subies par la petite plaque Juan de Fuca, coincée entre les deux plaques majeures Pacifique et Nord-Américaine, sont accommodées par la fragmentation de la plaque et la réorientation continue de la dorsale JdF par propagation de segments d’accrétion (Wilson et al., 1984). Ce modèle explique notamment l’organisation complexe et imbriquée des anomalies magnétiques, décalées par des pseudofailles (Fig. C1-3a ; Hey, 1977 ; Hey et Wilson, 1982). A chaque changement de pôle de rotation de la plaque Juan de Fuca, la propagation d’un segment cesse et un nouveau propagateur se développe plus au sud, parallèlement à la nouvelle direction de mouvement de la plaque. Les pseudofailles correspondraient ainsi aux traces fossiles des pointes des segments en propagation, progressivement transportées hors-axe par les épisodes ultérieurs d’accrétion ou de propagation.

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L’évolution temporelle de la structure de la dorsale JdF implique en parallèle une migration et une réorganisation de la zone de fracture Blanco, située à l’extrémité sud des propagateurs successifs. Cependant, de nombreuses controverses demeurent quant à cette évolution et notamment quant à la signification du Plateau de Parks (un mont sous-marin ou un horst ; Dauteuil, 1995). L’évolution temporelle de la zone de fracture Blanco, telle qu’admise pour la suite de ce travail, est résumée en Figure C1-3b (Embley et Wilson, 1992). Ce modèle pose comme hypothèse que le Mur Nord et le plateau de Parks résultent tous deux de l'accrétion océanique à l'extrémité sud de la dorsale JdF après l'arrêt de la propagation vers 1,5 Ma (étape C ; Fig. C1-3b). Cette interprétation est compatible d’une part avec les anomalies magnétiques détectées sur le Plateau de Parks (Embley et Wilson, 1992) et d’autre part avec les profondeurs équivalentes du Plateau de Parks et de la plaque Juan de Fuca

(Dauteuil, 1995 ; Fig. C1-2b). Ce modèle rend également compte des différences

morphologiques et structurales entre le Plateau de Parks et le Mur Nord. Ainsi, après l’arrêt de la propagation (segment S2 ; Fig. C1-3), l’accrétion océanique génère une portion de croûte, à présent exposée le long des flancs de la WBD, et décale progressivement la pseudofaille vers l’est (étape D ; Fig. C1-3b). La croûte exposée au niveau du Plateau de Parks serait créée à l’intersection même de la dorsale et de la zone de fracture Blanco, tandis que celle affleurant le long du Mur Nord correspondrait à la croûte créée un peu plus en retrait (Fig. C1-3b). Durant cette période d’accrétion, le mouvement transformant est localisé sur le flanc sud de Plateau de Parks, ce qui explique la régularité de celui-ci (Fig. C1-2a). Puis, vers 0,4 Ma (étape E ; Fig. C1-3b), suite à des réajustements cinématiques mineurs de la plaque Juan de Fuca, le mouvement transformant abandonne le flanc sud du Plateau de Parks et se concentre plus au nord, le long de l’actuel Mur Nord. Ce saut de la faille transformante (i) crée la Dépression Ouest Blanco et permet d’expliquer la présence de sédiments indurés à mi-pente du Plateau de Parks ; (ii) provoque le détachement du Plateau de Parks de la plaque Juan de Fuca et son rattachement à la plaque Pacifique ; (iii) rend le flanc sud du Plateau de Parks tectoniquement inactif.

Ainsi, dans la suite de cette étude, il sera admis que le Mur Nord et le Plateau de Parks ont évolué conjointement jusqu’à 0,4 Ma. Les différences chimiques entre ces sites renseigneront donc sur les variations longitudinales des processus magmatiques au sein d’un segment d’accrétion, en lien avec la proximité d’une zone de fracture.