Géomorphologie et Tectonique Active

1. Résumé de la traversée Kashgar-Khunjerab

Ce document de synthèse analyse les premiers enseignements de l'expédition franco-chinoise de 1990, qui a mené une reconnaissance morphostructurale le long de l'itinéraire Kashgar-Khunjerab, à la jonction des chaînes du Kunlun, du Karakorum et du Pamir. L'étude révèle un paysage extrêmement jeune, profondément modelé par une tectonique active et intense, principalement gouvernée par des mouvements verticaux différentiels récents (fini-pliocènes et quaternaires). Ces dynamiques sont la conséquence directe de la collision entre les plaques indienne et asiatique.

Les principales conclusions de l'analyse sont les suivantes :

1. Formation du relief : le relief actuel n'est pas uniquement le produit de la néotectonique. Il résulte d'une interaction complexe entre (1) les déformations actives qui créent des escarpements de faille et des plis, (2) l'érosion différentielle qui exploite les contrastes lithologiques, et (3) des héritages morphologiques de phases tectoniques antérieures, comme en témoignent les vallées antécédentes qui tranchent les structures actives.
2. Une évolution tectonique biphasée : l'analyse morphologique suggère une histoire en deux temps. Une première phase, probablement au Miocène moyen, aurait été caractérisée par une activité tectonique modérée, générant de vastes surfaces peu accidentées. Une seconde phase, au Plio-Quaternaire, a vu une accélération brutale du soulèvement, entraînant une dissection intense du relief et la formation des hauts massifs et des bassins profonds que l'on observe aujourd'hui.
3. Diversité des manifestations tectoniques : la région présente un large éventail de déformations actives. Le long de la faille décrochante du Karakorum, on observe des bassins en "pull-apart" (distension) jalonnés de scarplets de faille normale. Sur les piémonts du Tarim, à l'ouest et au nord de Kashgar, la compression domine, se traduisant par des plis spectaculaires et des failles inverses affectant des sédiments très récents.
4. Dynamiques induites et sismicité élevée : l'activité tectonique intense se manifeste non seulement par des déformations continues mais aussi par des événements sismiques majeurs (comme celui de 1895), qui provoquent des dynamiques secondaires catastrophiques, notamment des éboulements de très grande ampleur, comme celui identifié sur le flanc du Muztagata.

En somme, la traversée a permis de nuancer les schémas évolutifs de cette portion des chaînes himalayennes, en démontrant que le paysage est un palimpseste où les traces d'une tectonique ancienne sont vigoureusement remodelées par une néotectonique extrêmement active.

Contexte de l'Étude

L'Expédition Franco-Chinoise de 1990

L'étude est basée sur les observations et les données collectées lors de la seconde expédition pluridisciplinaire franco-chinoise sur le Tibet et ses bordures. Cette mission a suivi un trajet proche de la frontière occidentale de la Chine, dans une région jusque-là peu accessible, appartenant principalement au Pamir chinois et à son piémont. L'approche était intégrée, associant la géomorphologie à une reconnaissance géologique et géophysique. L'objectif principal était de dégager, à partir de l'étude du relief, des données utiles pour comprendre à la fois l'évolution morphodynamique (actuelle et passée) et les interprétations structurales dans un contexte de forte instabilité sismique.

Cadre Géographique et Géodynamique

La région étudiée est située au cœur de l'Asie centrale, entre 37° et 40° N et 74° et 76° E. Elle correspond à la fermeture occidentale du bassin du Tarim, prise en étau entre la chaîne des Tian Shan au Nord et celle du Pamir au Sud. C'est ici que convergent les terminaisons nord-ouest des monts Kunlun et du massif du Karakorum.

Ce cadre est le résultat direct de la collision continentale entre la plaque indienne et la plaque asiatique. Le relief régional exprime les multiples effets de cette convergence :

• Épaississement crustal et chevauchements.
• Ajustements isostatiques conduisant à un soulèvement vigoureux des massifs.
• Poinçonnement de l'Inde dans l'Asie, provoquant l'expulsion de blocs crustaux le long de grandes failles décrochantes comme celles du Karakorum et de l'Altyn Tagh.

Le phénomène géodynamique essentiel est la double subduction intracontinentale du craton du Tarim, qui plonge à la fois vers le sud sous l'ensemble Kunlun-Pamir et vers le nord sous la chaîne des Tian Shan.

Principales Unités Morphostructurales

L'Ensemble Pamir-Karakorum : blocs montagneux et bassins d'effondrement

Cette unité est caractérisée par des montagnes désertiques aux altitudes uniformément élevées (4 800 à 5 200 m), créant des lignes d'horizon remarquablement faibles en différence d'altitude. La dissection du relief est très importante, organisée vers les larges vallées tadjikes et afghanes à l'ouest, et vers un chapelet de bassins intramontagnards à l'est.

• Bassins intramontagnards : Ces bassins (Tahman, Karakule, Muji, Waqia) jalonnent le prolongement de la faille du Karakorum sur près de 300 km. Ils forment un dispositif en échelon, souvent avec des contours losangiques et une largeur constante (10 à 15 km).
• Structure en Pull-Apart : Ces bassins sont interprétés comme des bassins en "pull-apart" dextre, formés dans un contexte de relais distensifs le long de la faille décrochante du Karakorum.
• Dissymétrie : Les couloirs sont fortement dissymétriques. Un côté présente un haut escarpement de faille avec des facettes triangulaires, des scarplets et des vallées suspendues, témoignant d'une tectonique active à forte composante verticale. L'autre versant est moins élevé, moins rectiligne et plus disséqué.

Les Monts Kunlun Occidentaux et leur Piémont

Cette région est dominée par les massifs lourdement englacés du Gongar Shan (7 719 m) et du Muztagata (7 509 m).

• Dômes gneissiques : Ces deux massifs sont d'énormes coupoles à cœur gneissique qui se soulèvent rapidement par rapport au reste de la chaîne et aux bassins adjacents. Leur jeunesse est attestée par la conservation d'enveloppes de micaschistes découpées en chevrons.
• Piémont et érosion : La retombée nord-est de la chaîne est marquée par une érosion intense.
  • Érosion différentielle : elle a dégagé des formes structurales nettes dans les roches de couverture (grès jurassiques, calcaires crétacés), créant des combes, des crêts et des cluses.
  • Conglomérats de piémont : d'épaisses formations détritiques, comme le conglomérat de Xiyue (d'âge Pléistocène inférieur), ont été incorporées à la chaîne, plissées et soulevées. Ce conglomérat, qui peut atteindre 2 000 à 3 500 m d'épaisseur, témoigne d'un début de soulèvement majeur de la chaîne et/ou des premiers refroidissements quaternaires.

La Fermeture Ouest du Bassin du Tarim et le Piémont des Tian Shan

Les déformations les plus spectaculaires se trouvent à l'ouest et au nord de Kashgar, où la cuvette du Tarim se ferme.

• Plis et failles inverses : la plaine d'épandage est dominée par un système de reliefs correspondant à des plis (anticlinaux) formés dans des conglomérats pléistocènes. Ces structures sont jeunes et actives, comme en témoignent les flancs nord redressés où sont identifiées des failles inverses actives.
• Double subduction du Tarim : Cette tectonique de couverture traduit les effets de la double subduction du Tarim, avec des systèmes symétriques de "plis de rampe" formés sur des chevauchements convergents.
• Érosion et inversion de relief : Malgré l'intensité des déformations, une érosion puissante (incision fluviatile et ruissellement) est à l'œuvre, allant jusqu'à provoquer des inversions de relief.

Analyse de la néotectonique et de la morphogenèse

Identification des failles actives et des modelés associés

Les marques les plus fraîches de la néotectonique (scarplets et décalages) ont été observées sur les flancs des bassins intramontagnards et le long des chevauchements frontaux près de Kashgar.

Accidents distensifs le long de la faille du Karakorum

• Localisation des scarplets : des scarplets de faille ont été identifiés sur des tronçons discontinus de l'accident du Karakorum, notamment sur la bordure nord-est du bassin de la Muji et dans le bassin de Tahman.
• Bassin de Tahman : Ce bassin est particulièrement remarquable.
  • Séisme de 1895 : un faisceau de scarplets, suivi du nord au sud, se serait formé lors d'un fort séisme en 1895.
  • Structure en pull-apart : le bassin correspond à une structure en "pull-apart" où le jeu vertical distensif est dominant. L'accident se démultiplie en 8 à 10 scarplets parallèles, délimitant des grabens (fossés) et des demi-horsts.
  • Dimensions : le rejet vertical total atteint 6 à 8 m par endroits, bien que la plupart des scarplets individuels ne dépassent pas 60 à 80 cm de hauteur.
• Absence de décrochement visible : Malgré la nature décrochante de la faille du Karakorum, peu de traces de décrochement actif horizontal ont été identifiées. Les déformations observées relèvent majoritairement d'une distension simple sur les flancs des bassins.

Accidents Compressifs sur les Piémonts

• Sismicité élevée : la compression Nord-Sud se traduit par une sismicité élevée, comme en témoigne la destruction de Wuqia en 1986.
• Failles inverses actives : des traces claires ont été repérées :
  • Au nord de Kashgar : une série de gradins (5 à 6 gradins de 1 à 4 m de hauteur) affectant une terrasse résulte probablement du jeu d'une faille inverse. L'âge est estimé comme récent (Pléistocène supérieur ou Holocène).
  • Au sud-ouest de Kashgar : un escarpement de faille inverse à regard nord soulève une terrasse de 10 à 15 m par rapport au cône de déjection adjacent.

Dynamiques induites par l'activité tectonique

L'activité sismique déclenche des processus morphogéniques catastrophiques.

• Éboulement du Muztagata : le meilleur exemple est un éboulement majeur dans le bassin de Tahman. Une langue de blocs de 6 km de long et 40 m d'épaisseur s'avance sur un cône de déjection. Elle provient de l'effondrement d'une facette d'escarpement de faille haute de 1 000 m. L'événement est attribué à un ébranlement sismique sur un accident actif.
• Épisodes lacustres : le jeu des failles qui recoupent les exutoires des bassins peut provoquer des barrages par effondrement ou par soulèvement tectonique des seuils, entraînant la formation de lacs temporaires (comme l'actuel lac Bulung Kol).

Typologie et interprétation des grands escarpements

Tous les escarpements de la région ne sont pas des failles actives. L'étude distingue :

1. Escarpements de faille actifs : directement liés à des marques récentes d'activité. Leurs facettes triangulaires sont fraîches et atteignent des hauteurs de 600 à 1 200 m (ex: Kalajili, bassin de Taxkorgan).
2. Escarpements de faille hérités : formés par une tectonique plus ancienne et dont le lien direct avec la faille est masqué par une dissection et un recul importants. L'érosion différentielle y joue un rôle majeur.
3. Escarpements composites : formes héritées qui sont réactivées ou dont la pente est accentuée par la tectonique actuelle.

Évolution morpho-tectonique et constitution du réseau hydrographique

Un Soulèvement biphasé : du Miocène au Plio-Quaternaire

L'analyse des formes et des dépôts suggère une évolution en deux grandes phases :

1. Phase 1 (Néogène) : Une activité tectonique modérée a permis l'élaboration de vastes surfaces d'aplanissement ("haute surface") et le dépôt de sédiments fins (lacustres) dans les bassins. Un refroidissement rapide des granites daté de 15 Ma sur la bordure des bassins de Tahman et Taxkorgan suggère une première phase de soulèvement et d'érosion à cette époque.
2. Phase 2 (Fin du Pliocène - Pléistocène) : Une "brutale irruption" de conglomérats grossiers marque un regain majeur d'activité tectonique. Cette phase correspond au soulèvement principal des Kunlun et du Pamir, à la formation des grands anticlinaux du Muztagata et du Gongar Shan, et à l'ouverture des bassins actuels. Ce soulèvement s'accompagne d'un refroidissement climatique et d'un début précoce des glaciations.

Le Rôle du décrochement et de la capture fluviale

L'organisation du réseau hydrographique est complexe et témoigne de cette évolution.

• Ancien couloir de drainage : une hypothèse est que les bassins alignés sur la faille du Karakorum fonctionnaient autrefois comme un couloir de drainage unique vers le NW.
• Morcellement du drainage : le jeu accru du décrochement et le soulèvement des anticlinaux (zones de transpression) auraient cloisonné ce réseau, piégeant les sédiments dans les bassins désormais fermés.
• Antécédence et capture : les grandes rivières qui traversent les Kunlun (Taxkorgan He, Gaize He) sont des cours d'eau antécédents : elles ont conservé leur tracé en s'incisant au fur et à mesure du soulèvement de la chaîne. Des processus de capture fluviale, favorisés par une érosion régressive intense, ont également contribué à l'organisation actuelle du réseau, comme en témoignent les confluences en "hameçon".

Conclusion principale

L'approche morphostructurale de la traversée Kashgar-Khunjerab a permis d'établir que le relief de cette région est le produit d'une histoire tectonique complexe et récente. Les paysages actuels, avec leurs altitudes extrêmes et leurs dénivellations spectaculaires, ont été acquis très récemment, au cours du Plio-Quaternaire. Ils sont le résultat d'une tectonique extrêmement active qui continue de les modeler puissamment, à travers un jeu combiné de soulèvements, de décrochements, de plissements et de la sismicité qui en découle. Les données recueillies confirment un soulèvement biphasé (Néogène puis Pléistocène) et soulignent l'interaction permanente entre les structures héritées et les dynamiques actuelles.

Données clés et chiffres

Sources

• J-P. Peulvast (1992)

Illustrations