Sempere sujet thèse Pérou

sujet de thèse, équipe TRB
encadrants principaux: Thierry Sempéré, Matthias Bernet
Diachronismes longitudinaux et transversaux de l’exhumation dans les Andes du Pérou
Les Andes Centrales constituent un orogène hors du commun : la croûte y atteint des
épaisseurs supérieures à 70 km et pourtant elles ne résultent pas d’une simple collision
continent-continent. Les Andes du Pérou, le long desquelles le volume orogénique décroît de
façon marquée du sud vers le nord, constituent un segment-clé pour comprendre les processus
qui ont abouti à l’édification de l’orogène.
L’objectif de ce travail de thèse est d’explorer les liens entre la chronologie et la vitesse de
l’exhumation andine et ces trois facteurs géologiques fondamentaux que sont la tectonique, le
magmatisme et le climat. La thèse s’intéressera en particulier à trois questions fondamentales:
• Existe-t-il une relation claire entre la propagation supposée de la déformation tectonique et
celle de l’exhumation ?
• Dans les régions où l’arc de subduction a été actif, a-t-il existé des synchronismes entre
exhumation, croissance de l’arc, et/ou flare-ups magmatiques ?
• La nette variation du volume orogénique le long des Andes péruviennes est-elle à mettre
en rapport avec un gradient (paléo)climatique qui aurait induit un gradient érosif marqué à
l’échelle de l’orogène?
Afin de progresser sur ces questions, de nouvelles données thermochronologiques doivent
être acquises, pour notamment construire des profils temps-température. La base de données
thermochronologiques concernant les Andes péruviennes reste en effet extrêmement réduite,
alors que comprendre leur orogenèse requiert évidemment une chronologie de leur
exhumation aussi précise que possible. Les données actuellement disponibles, pour le Pérou et
les pays andins voisins, suggèrent que l’exhumation a sans doute été diachrone
transversalement à l’orogène, mais aussi longitudinalement. La thèse s’efforcera de préciser et
surtout de quantifier ces diachronismes, et d’en fournir les interprétations les plus adéquates.
Cette thèse a donc pour objectif premier d’acquérir de nouvelles données
thermochronologiques qui puissent permettre d’avancer sur un certain nombre de questions
fondamentales. L’échantillonnage s’appuiera sur une connaissance détaillée de la géologie du
Pérou et prendra soin de cibler les unités géologiques susceptibles d’apporter un maximum
d’information à l’échelle régionale. Les échantillons seront prélevés parmi les roches
exhumées ainsi que dans l’enregistrement stratigraphique préservé dans les bassins synorogéniques. Parallèlement une étude cartographique et structurale sera menée afin
d’identifier les contrôles structuraux de l’exhumation des Andes péruviennes.
Ce projet requiert un(e) étudiant(e) motivé(e) par la géologie de terrain, la tectonique, mais
également par des approches analytiques. Ce projet sera en partie financé par un BQR interne
du laboratoire et s’intègre dans un projet soumis à l’ANR centré sur le Pérou.
Ph.D. project, TRB group
Principal advisors: Thierry Sempere, Matthias Bernet
Diachronic exhumation along- and across-strike of the Andes of Peru
The Central Andes are an outstanding orogen because its crust reaches a thickness of over
70 km, which is not the result of a simple continent-continent collision. The Andes of Peru are
a key segment for understanding the mountain building processes that caused such
considerable crustal thickness, because the orogenic volume markedly decreases from south
to north along this segment.
The objective of this Ph.D. project is to explore the relations between the timing and rate of
Andean exhumation as a function of fundamental geological factors such as tectonics,
magmatism, and climate. Therefore, this Ph.D. project will address three key questions:
• Is there a clear link between exhumation and the supposed propagation of deformation?
• Were exhumation, arc growth, and/or magmatic flare-ups synchronous in regions where
subduction-related magmatism was active?
• Is the marked variation of orogenic volume along the Peruvian Andes related to a
(paleo)climatic gradient that would have induced a significant erosional gradient at the scale
of the orogen?
In order to address these questions, new thermochronologic data must be obtained, and
time-temperature profiles constructed. The thermochronologic database regarding the
Peruvian Andes is currently extremely limited, but understanding the orogeny requires a
detailed knowledge of the chronology of exhumation. The data available for Peru and
adjacent Andean countries suggest that exhumation was most likely diachronic across strike,
as well as along strike. The Ph.D. student will test for diachronic exhumation by determining
the timing and rate of exhumation in different parts of the Peruvian Andes, and propose
accurate interpretations.
This doctorate thus primarily aims at obtaining new thermochronologic data in order to
advance a number of fundamental issues regarding mountain building in the Andes. Sampling
will rely on a detailed knowledge of the geology of Peru in order to target key geological
units to provide a maximum of information at a regional scale. Samples will be collected from
exposed bedrock as well as from the stratigraphic record of synorogenic basins. Structural
mapping will also be carried out in order to identify the controls of tectonic exhumation on
the Peruvian Andes.
The Ph.D. candidate should be motivated by field and structural geology but also by
analytical approaches. This project will be partly funded by an ISTerre internal grant and lies
within a research proposal submitted to the ANR.