Resumen de Subduction, convergence and the mode of backarc extension in the Mediterranean region

Laurent Jolivet, Romain Augier, Claudio Faccenna, François Negro, Gaetan Rimmele, Philippe Agard, C. Robin, Federico Rossetti, Ana Crespo Blanc

• English

  30-35 Ma ago a major change occurred in the Mediterranean region, from a regionally compressional subduction coeval with the formation of Alpine mountain belts, to extensional subduction and backarc rifting. Backarc extension was accompanied by gravitational spreading of the mountain belts formed before this Oligocene revolution. Syn-rift basins formed during this process above detachments and low-angle normal faults. Parameters that control the formation and the kinematics of such flat-lying detachments are still poorly understood. From the Aegean Sea to the Tyrrhenian Sea and the Alboran Sea, we have analysed onshore the deformation and P-T-t evolution of the ductile crust exhumed by extension, and the transition from ductile to brittle conditions as well as the relations between deep deformation and basin formation. We show that the sense of shear along crustal-scale detachments is toward the trench when subduction proceeds with little or no convergence (northern Tyrrhenian and Alboran after 20 Ma) and away from the trench in the case of true convergence (Aegean). We tentatively propose a scheme explaining how interactions between the subducting slab and the mantle control the basal shear below the upper plate and the geometry and distribution of detachments and associated sedimentary basins. We propose that ablative subduction below the Aegean is responsible for the observed kinematics on detachments (i.e. away from the trench). The example of the Betic Cordillera and the Rif orogen, where the directions of stretching were different in the lower and the upper crust and changed through time, is also discussed following this hypothesis.

• français

  Un changement majeur du régime de subduction s'est produit il y a environ 30-35 Ma en Méditerranée lorsque des bassins arrière-arc ont commencé à se former sur l'emplacement des chaînes de montagnes construites pendant l'Eocène. L'extension arrière-arc a donc été accompagnée par l'écroulement de ces chaînes. Des basins syn-rift se sont alors formés au dessus de détachements d'échelle crustale. De la mer Egée, à la mer Tyrrhénienne et la mer d'Alboran nous avons analysé à terre la déformation et l'évolution P-T-t de la croûte ductile exhumée au cours de ce processus ainsi que la transition cassant-ductile et les relations cinématiques entre déformation profonde et bassins sédimentaires. Nous montrons que le sens de cisaillement le long de détachements crustaux est dirigé vers la fosse quand la subduction se produit avec peu ou pas du tout de convergence aux limites (nord de la Tyrrhénienne, ou Alboran après 20 Ma) et à l'opposé de la fosse dans le cas d'une subduction avec convergence aux limites. Nous proposons un schéma expliquant comment les interactions entre la lithosphère plongeante et le manteau contrôlent le cisaillement à la base de la plaque chevauchante, ainsi que la distribution et la cinématique des détachements et des bassins sédimentaires associés. Nous proposons ainsi que la subduction ablative sous l'Egée explique les cisaillements vers le nord observés dans les Cycla-des et le golfe de Corinthe. L'exemple des Bétiques et du Rif, où la direction de cisaillement change en fonction de la profondeur et au cours du temps est également discuté dans ce contexte.