Évolution géodynamique du Nord-Est de la plaque Caraïbe depuis l’Eocène : un nouveau regard sur la paléogéographie régionale

Dans les zones de subduction, les mouvements verticaux et horizontaux de la plaque supérieure induisent des changements paléogéographiques rapides influençant la migration, l’adaptation et la spéciation de la biosphère. Dans la région des Caraïbes, des études paléontologiques ont mis en évidence des migrations Cénozoïque de faunes terrestres Sud-Américaine vers les Grandes Antilles, suggérant l’existence d’une voie de passage terrestre aujourd’hui disparue. L’hypothèse la plus répandue (GAARlandia) suggère la présence d’un pont de terre à l’Eocène supérieur au niveau de la ride d’Aves. Cependant, des études récentes ont montré l’existence d’aires émergées dans le Nord des Petites à l’Eocène Antilles (GrANoLA land) et au Miocène moyen. Cette région expose également la branche éteinte de l’arc des Petites Antilles, dont la phase d’activité, bien que partiellement contrainte, correspond à la période de migration des espèces Sud-Américaines. Ces données suggèrent que les Petites Antilles pourraient représenter une voie de passage alternative, connectée au Grandes Antilles et/ou à la ride d’Aves. Toutefois, le Nord-Est Caribéen est structuré par des failles d’échelle crustale limitant des blocs tectoniques dont l’évolution cinématique reste débattue, entraînant une incertitude sur les reconstructions paléogéographiques de la région. Cette thèse a pour objectif de préciser l’évolution magmatique, stratigraphique et tectonique de la branche éteinte de l’arc des Petites Antilles ainsi que de quantifier et de reconstruire l’évolution de la déformation intraplaque du Nord-Est Caribéen, depuis l’Eocène jusqu’à l’actuel. Pour cela, j’ai d’abord contraint l’évolution géologique d’Antigua en utilisant une approche combinant la géochronologie, la biostratigraphie et la géologie structurale et précisé la période d’activité de la branche éteinte de l’arc des Petites Antilles de l’Eocène moyen à l’Oligocène supérieur. Ce résultat indique que le magmatisme a pu contribuer à la création de voies de passages dans le Nord des Petites Antilles. Je propose également que l’arrêt de l’activité magmatique soit lié à un aplanissement de la plaque plongeante suite à l’acquisition d’une forme en amphithéâtre. J’ai ensuite quantifié la déformation intraplaque du Nord-Est de la plaque Caraïbe au Cénozoïque avec une étude paléomagnétique de la Martinique, d’Antigua, de Saint-Martin, d’Anguilla, de Porto Rico et des îles Vierges Britanniques et avec une reconstruction cinématique régionale de l’Eocène à l’actuel. L’étude paléomagnétique estime des rotations antihoraires de ~ 45° des blocs de Porto Rico – Iles Vierges (PRVI) et du Nord des Petites Antilles (NoLA) depuis la fin de l’Eocène jusqu’au Miocène et une absence de rotation du bloc du Sud des Petites Antilles. Deux scénarios tectoniques sont proposés pour expliquer ces rotations : une flexure oroclinale provoqué par la courbure de la fosse de subduction ou le déplacement d’une lanière d’arc le long d’une fosse de subduction déjà courbe. La reconstruction cinématique, développée sur Gplates, permet de tester ces scénarios et indique que la majeure partie de la rotation des blocs de PRVI et de NoLA est accompagnée par ~ 600 km de mouvement de type lanière d’arc de l’Eocène au Miocène, accommodé le long des failles de Muertos et de Monserrat-Harvers par du décrochement senestre. Ces mouvements replacent le Nord des Petites Antilles à l’avant du bassin de Grenade et de Tobago, en contact avec le continent Sud-Américain, définissant le Nord des Petites Antilles comme une voie de passage potentielle pour les faunes Sud-Américaines. La reconstruction cinématique permet également de proposer que l’accrétion du banc des Bahamas et son mouvement vers l’Ouest, acquis suite à un changement cinématique régional à l’Eocène, pourrait influencer l’évolution de l’arc des Petites Antilles et être à l’origine des rotations des blocs de PRVI et de NoLA ainsi que de la déformation intraplaque de type lanière d’arc.