Etude de la rupture continentale à son stade le plus précoce, Rift Tanzanien – CoLiBrEA

La rupture continentale et la création de nouveaux océans est un processus tectonique encore mal compris. Il est pourtant essentiel d’identifier les mécanismes impliqués et leurs possibles interactions, car ce processus contrôle la formation de nouvelles limites de plaques, et joue un rôle prépondérant dans la genèse et la localisation de différentes ressources énergétiques (hydrocarbures, géothermie) et de structures actives potentiellement dangereuses pour les populations (séismes, volcans). La rupture d’un continent implique des interactions fortes entre contraintes régionales aux limites de plaques, hétérogénéités mantelliques, héritage géologique et magmatisme. Les études récentes insistent sur la complexité des interactions entre mouvements asthénosphériques et contraintes régionales. De plus, le rôle du magmatisme, très souvent négligé dans les premiers modèles, est depuis peu suspecté d’être majeur dans la localisation de l’extension et l’affaiblissement nécessaire de la lithosphère continentale. Les nombreuses campagnes géophysiques menées ces 10 dernières années se sont essentiellement focalisées soit sur des marges passives jeunes, soit sur le stade final du rifting ; Dans le premier cas, la présence de sédiments gêne l’imagerie géophysique et la mise en place des intrusions magmatiques est très mal contrainte. Dans le second cas, la lithosphère est déjà très amincie et une forte abondance de magma obstrue le signal tectonique. Le stade précoce de la rupture est donc encore très méconnu. L’objectif présent est donc de comprendre, lors de la phase d’initiation du rifting, comment le magmatisme interagit avec l’héritage structural/rhéologique, quel rôle joue l’état rhéologique de la lithosphère, et comment cela se traduit en termes de localisation de la déformation. Pour ces raisons, nous avons choisi de cibler notre étude sur la branche Est du rift Nord Tanzanien, où l’initiation d’un rift magmatique en est à son stade le plus précoce (<5Ma), où les interactions entre failles et magmas sont aisément identifiables, et où les interactions avec des structures pré-rift sont abondantes.
Nous identifions 2 zones cibles pour lesquels les processus de déformation semblent différents: les bassins de Manyara et de Natron qui se développent à la bordure Est du craton tanzanien. Afin de complètement comprendre les processus impliqués dans ce stade précoce de rupture et leurs rôles respectifs, nous proposons d’acquérir de nouvelles données géophysiques, géochimiques et pétrophysiques qui nous servirons à tester et contraindre des modèles 2D et 3D d’extension lithosphérique. La combinaison pluri-disciplinaire de ces analyses nous permettra de (1) contraindre la répartition spatiale et temporelle de la déformation, (2) contraindre la structure crustale et lithosphérique, (3) caractériser la chimie et la distribution spatiale des magmas et fluides, et (4) quantifier le volume de magma intrudé au niveau crustal. Pour cela, nous sommes associés au projet NSF EAR (P.I. Kattenhorn) qui débute en 2012 en Tanzanie et au Kenya (Partie la plus évoluée de ce système de rift). Cette collaboration nous permet de focaliser notre projet sur la comparaison de Manyara et Natron et d’apporter une pluri-disciplinarité nécessaire devant le nombre de processus impliqués dans le stade le plus précoce de la rupture continentale.