Fiche 5.18: La province du «Basin and Range»,
un cas particulier d’extension syn- et post-orogénique
La province du Basin and Range s’étend sur plusieurs états de l’ouest des États-Unis
(fig. A et planche 3). Elle doit son nom au fait qu’elle est composée d’une succession
de nombreux chaînons montagneux orientés nord-sud, les «ranges», séparés par des
bassins où s’accumulent des sédiments tertiaires et quaternaires continentaux. Les
ranges sont séparés des bassins par des failles normales assez raides connues et bien
décrites depuis les années 1870. Dans les années 1980, sous l’impulsion de Bryan
Wernicke, on a montré que la structure interne des ranges se caractérise également par
la présence de failles extensives beaucoup moins pentées, localement horizontales,
baptisées détachements («detachment faults») (fig. B). Ces failles à faible pendage
présentent une caractéristique essentielle: elles mettent en relation des roches de la
croûte moyenne déformées ductilement avec des roches de la croûte supérieure à
déformation cassante. À la faveur de ces failles, des unités profondes sont donc
remontées vers la surface, formant des noyaux de roches métamorphiques exhumées en
raison de l’extension, baptisés les «metamorphic core complex». L’association entre les
failles normales pentées et peu pentées a permis une extension totale de la croûte variant
de 50 à 200% selon les secteurs, les détachements plats permettant d’accommoder un
étirement considérable, jusqu’à 250 km selon les estimations de B. Wernicke! Cette
extension s’accompagne d’un important volcanisme (fig. A) traduisant la remontée
du manteau à des profondeurs anormales sous cette zone de croûte continentale
amincie. Depuis les années 1980, le concept de metamorphic core complex a été testée
avec succès dans d’autres régions continentales soumises à l’extension, notamment la
Grèce et la Mer Egée, ou sur des cas de chaînes anciennes, comme en Montagne
Noire et dans le Massif Central en général (voir chap.V, § 5.4, fig. 5.13).
L’extension dans la province du Basin and Range a été active essentiellement durant
le Miocène, entre 20 et 10 Ma. Aujourd’hui, les mouvements sont concentrés sur
quelques failles situées à la bordure du Basin and Range, notamment le long de la
Sierra Nevada. Les mesures GPS montrent que le taux de déformation total à travers
l’ensemble du système extensif n’excède pas 3 mm par an. La phase d’extension
principale miocène s’est produite après une période de raccourcissement durant les
orogenèses Sevier et laramienne (au Crétacé supérieur et Paléogène), au cours de
laquelle la croûte continentale a été fortement épaissie. L’extension miocène intervient
donc à la suite d’un épaississement crustal, ce qui a fait du Basin and Range la région
modèle pour l’étude des processus d’extension post-orogénique.
un cas particulier d’extension syn- et post-orogénique
La province du Basin and Range s’étend sur plusieurs états de l’ouest des États-Unis
(fig. A et planche 3). Elle doit son nom au fait qu’elle est composée d’une succession
de nombreux chaînons montagneux orientés nord-sud, les «ranges», séparés par des
bassins où s’accumulent des sédiments tertiaires et quaternaires continentaux. Les
ranges sont séparés des bassins par des failles normales assez raides connues et bien
décrites depuis les années 1870. Dans les années 1980, sous l’impulsion de Bryan
Wernicke, on a montré que la structure interne des ranges se caractérise également par
la présence de failles extensives beaucoup moins pentées, localement horizontales,
baptisées détachements («detachment faults») (fig. B). Ces failles à faible pendage
présentent une caractéristique essentielle: elles mettent en relation des roches de la
croûte moyenne déformées ductilement avec des roches de la croûte supérieure à
déformation cassante. À la faveur de ces failles, des unités profondes sont donc
remontées vers la surface, formant des noyaux de roches métamorphiques exhumées en
raison de l’extension, baptisés les «metamorphic core complex». L’association entre les
failles normales pentées et peu pentées a permis une extension totale de la croûte variant
de 50 à 200% selon les secteurs, les détachements plats permettant d’accommoder un
étirement considérable, jusqu’à 250 km selon les estimations de B. Wernicke! Cette
extension s’accompagne d’un important volcanisme (fig. A) traduisant la remontée
du manteau à des profondeurs anormales sous cette zone de croûte continentale
amincie. Depuis les années 1980, le concept de metamorphic core complex a été testée
avec succès dans d’autres régions continentales soumises à l’extension, notamment la
Grèce et la Mer Egée, ou sur des cas de chaînes anciennes, comme en Montagne
Noire et dans le Massif Central en général (voir chap.V, § 5.4, fig. 5.13).
L’extension dans la province du Basin and Range a été active essentiellement durant
le Miocène, entre 20 et 10 Ma. Aujourd’hui, les mouvements sont concentrés sur
quelques failles situées à la bordure du Basin and Range, notamment le long de la
Sierra Nevada. Les mesures GPS montrent que le taux de déformation total à travers
l’ensemble du système extensif n’excède pas 3 mm par an. La phase d’extension
principale miocène s’est produite après une période de raccourcissement durant les
orogenèses Sevier et laramienne (au Crétacé supérieur et Paléogène), au cours de
laquelle la croûte continentale a été fortement épaissie. L’extension miocène intervient
donc à la suite d’un épaississement crustal, ce qui a fait du Basin and Range la région
modèle pour l’étude des processus d’extension post-orogénique.