Analyse de la Zone de Suture Sud Tianshan-Solonker : Évolution Tectonique et Fermeture de l'Océan Paléo-Asiatique

Ce document de synthèse analyse la nature, la segmentation et le développement de la suture Sud Tianshan-Solonker (STSS), la structure la plus méridionale de la ceinture orogénique d'Asie centrale (CAOB). Il détaille les processus de collision et d'accrétion marquant la fermeture définitive de l'Océan Paléo-Asiatique.

Résumé

La zone de suture Sud Tianshan-Solonker représente l'aboutissement de la collision entre les cratons de Tarim-Chine du Nord et le craton de Sibérie. Les recherches récentes permettent de diviser cette suture de 5 500 km en quatre segments distincts, révélant une fermeture diachrone de l'Océan Paléo-Asiatique progressant d'ouest en est :

1. Segment Ouest (Sud Tianshan) : fermé au Carbonifère tardif.
2. Segment Central (Beishan) : fermé au Permien précoce à moyen.
3. Segment Est (Solonker) : fermé au Permien moyen à tardif.
4. Segment Extrême-Orient (Yanji) : formé au Trias moyen à tardif sous l'influence du domaine Paléo-Pacifique.

Cette analyse souligne une transition critique dans la polarité de subduction (passant de septentrionale à bidirectionnelle) et identifie la ceinture de Yanji comme une entité tectonique indépendante, bien qu'elle soit géographiquement liée à l'extrémité orientale de la suture.

1. Cadre géologique global de la CAOB

La ceinture orogénique d'Asie centrale (CAOB) est la plus vaste ceinture d'accrétion au monde. Son évolution, s'étendant d'environ 1 Ga jusqu'à 250 Ma, est marquée par l'assemblage de microcontinents, d'arcs insulaires et de complexes d'accrétion.

• L'Océan Paléo-Asiatique (PAO) : Sa fermeture est enregistrée dans plusieurs zones de suture, la STSS étant la plus jeune et la plus méridionale.
• Les sutures majeures :
  • I. Suture Sud Tianshan-Solonker : limite principale entre les cratons du sud et de la Sibérie.
  • II. Suture Nord Tianshan-Hegenshan-Heihe : segment local d'accrétion intermédiaire.
  • III. Suture Erqis-Toudaoqiao : la plus ancienne, située au nord.

2. Segmentation et chronologie de la suture STSS

L'analyse systématique des données géochronologiques, paléontologiques et pétrographiques permet de structurer la suture en quatre ceintures principales.

Synthèse des Segments de la Suture

3. Analyse détaillée des segments

3.1. La Ceinture du Sud Tianshan (STB)

S'étendant sur 2 500 km, elle sépare le craton de Tarim au sud du bloc Kazakhstan-Yili au nord.

• Preuves de collision : présence de roches métamorphiques de haute pression et basse température (HP-LT), notamment des éclogites et des schistes bleus. Les datations indiquent un métamorphisme de pic à environ 320–310 Ma.
• Transition tectonique : au Permien, la région passe à un environnement post-collisionnel stable, marqué par des molasses terrestres et des granites de type A (298–280 Ma).
• Polarité : la subduction était dirigée vers le nord, comme en témoignent les arcs magmatiques sur la marge sud du bloc Kazakhstan-Yili.

3.2. La Ceinture de Beishan (BB)

Segment central composé de quatre mélanges ophiolitiques (Hongshishan, Xingxingxia-Shibanjing, Hongliuhe-Xichangjing et Liuyuan).

• Complexité temporelle : bien que certaines ophiolites soient cambriennes, la fermeture finale est datée du Permien précoce à moyen (280–270 Ma).
• Marge d'Alxa : à l'est de Beishan, la fermeture pourrait s'être prolongée jusqu'au début du Permien tardif.
• Flore : ce segment marque la zone de mélange entre la flore de Cathaysie (sud) et la flore d'Angara (nord).

3.3. La ceinture de Solonker (SB)

C'est le site de la fermeture finale de l'Océan Paléo-Asiatique entre les cratons de Chine du Nord et de Sibérie.

• Modèle de collision : de type "Appalachien", caractérisé par une subduction bidirectionnelle sans marge continentale passive évidente.
• Données clés : les ophiolites sont datées entre 280 et 250 Ma. Les sédiments passent d'un faciès marin à terrestre (lacustre/fluvial) entre le Permien tardif et le Trias moyen.
• Magmatisme : des granites post-collisionnels (254–237 Ma) signalent la fin du régime orogénique.

3.4. La ceinture de Yanji (YB)

Contrairement aux trois autres, ce segment est lié à l'activité du domaine Paléo-Pacifique.

• Âge : formation tardive au Trias moyen à tardif (230–220 Ma).
• Tectonique : résulte du mouvement vers le sud-ouest du bloc Jiamusi-Khanka le long de la faille Yilan-Yitong pour s'amalgamer au craton de Chine du Nord.
• Identité : elle fait partie de la ceinture de haute pression Jilin-Heilongjiang (Ji-Hei HP belt), distincte de l'évolution de l'Océan Paléo-Asiatique.

4. Thèmes transversaux et transitions majeures

Polarité de Subduction et Faille de l'Est Gobi

Une transition majeure de polarité de subduction est observée :

• Ouest et Centre (Sud Tianshan & Beishan) : subduction simple vers le nord.
• Est (Solonker) : subduction bidirectionnelle. Cette transition est spatialement corrélée à la faille de l'Est Gobi, un couloir structurel géant qui aurait influencé la dynamique de convergence entre les cratons.

Transition des Domaines Océaniques

Le passage du domaine de l'Océan Paléo-Asiatique au domaine Paléo-Pacifique s'opère dans le nord-est de la Chine. La ceinture de Yanji enregistre ce changement tectonique, marquant le début de l'influence prédominante de la subduction du Pacifique sur la marge eurasienne au Trias.

5. Conclusions scientifiques

La formation de la suture Sud Tianshan-Solonker n'est pas un événement unique mais une série de quatre événements d'accrétion/collision progressant d'ouest en est :

1. L'Océan Paléo-Asiatique s'est fermé progressivement du Carbonifère tardif au Permien tardif, scellant l'union entre les blocs du sud (Tarim-Chine du Nord) et les blocs du nord (Sibérie-Mongolie).
2. La ceinture de Yanji doit être considérée comme une entité séparée, car elle post-date la fermeture du PAO et répond à la dynamique de l'Océan Paléo-Pacifique.
3. L'assemblage continental final a transformé la région en une vaste masse continentale stable au début du Mésozoïque, après plus de 700 millions d'années d'histoire orogénique complexe.