Thèse Subduction Établie ou Limite de Plaque Abandonnée Métamorphisme Haute Pression Crétacé dans la Plaque Caraïbe H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau Laboratoire de recherche : GM - Géosciences Montpellier Direction de la thèse : Mélody PHILIPPON ORCID 0000000208238545 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-07T23:59:59 L'initiation de la subduction reste mal comprise, notamment au niveau des arcs océaniques. La subduction intra-arc, où la convergence se concentre à l'intérieur d'un arc actif plutôt que le long d'une limite de plaque, est transitoire, instable et leurs témoins en sont rarement préservée (Stern, 2004 ; Gurnis et al., 2004). Dans le domaine océanique, la lithosphère est rapidement recyclée, rendant ces systèmes éphémères peu documentés. La Caraïbe constitue un cadre d'étude unique de ces phénomènes: une plaque majoritairement océanique, préversée depuis le Jurassique en position de plaque supérieure entourée de zone de subduction (Pindell & Kennan, 2009 ; Boschman et al., 2014). Elle montre des évidences de magmatisme d'âge crétacé, des épisodes de raccourcissement associés ou non au développement d'un métamorphisme haute pression permettent de tester les modalités de raccourcissement intra-arc et de la possibilité d'initier une subduction dans ce contexte.

Les terranes caraïbes enregistrent les condittions métamorphiques des faciès amphibolite et schistes bleus (~110-90 Ma) à Cuba, Hispaniola, Porto Rico, Îles Vierges, La Désirade et Tobago (García-Casco et al., 2008 ; Krebs et al., 2008). Les schistes bleus indiquent typiquement une subduction froide (Ernst, 1973 ; Maruyama et al., 1996), tandis que les amphibolites peuvent refléter un épaississement crustal ou un géotherme plus chaud. La coexistence quasi-synchrone des deux faciès, sans indice de zone de subduction, suggère que ces assemblages ne témoignent pas forcément d'une subduction régionale.

Plusieurs secteurs montrent un raccourcissement répété sans subduction stable, évoquant fermeture localisée d'arrière-arc, initiation transitoire ou raccourcissement intra-arc distribué. Des processus similaires sont proposés pour la Philippine Sea Plate (Stern, 2004 ; Gurnis et al., 2004) et dans le contexte caraïbe (Philippon et al., 2020a,b ; Montheil et al., 2023 ; Montheil et al., 2025).

Ce projet teste si le métamorphisme crétacé reflète (1) une subduction cohérente à l'échelle de la plaque, (2) une initiation transitoire ou (3) un raccourcissement intra-arc localisé. Il combine analyses structurales et cinématiques avec restauration paléomagnétique, datation Lu-Hf sur grenat pour contraindre la croissance prograde, et géochronologie 40Ar/39Ar sur amphibole et mica blanc pour dater le refroidissement et l'exhumation. Des reconstructions cinématiques régionales et des modèles thermomécaniques testeront si les conditions de faciès schistes bleus peuvent se générer dans ces scénarios, en comparant trajectoires P-T-t modélisées et données naturelles.

Cette étude clarifiera si la Caraïbe enregistre une subduction régionale, un arc avorté ou un raccourcissement régional distribué, contribuant à la compréhension général des processus d'initiation de subduction, de la dynamique arc-arrière-arc et des conditions mécaniques nécessaires à la stabilisation des limites de plaques océaniques. L'évolution géodynamique précoce de la Caraïbe reste débattue, en particulier les processus contrôlant le magmatisme d'arc, le métamorphisme haute pression et le raccourcissement intra-arc durant le Jurassique-Crétacé (Philippon et al., 2020a, 2020b). Des études récentes montrent que plusieurs terranes caraïbes enregistrent un métamorphisme et une déformation épisodiques sans développement de zones de subduction pérennes, suggérant une subduction intra-arc transitoire ou un raccourcissement distribué (Montheil et al., 2023 ; Montheil et al., 2025). Ces travaux soulignent que des roches métamorphiques de haute pression, incluant des assemblages faciès amphibolite et schistes bleus, peuvent se former dans des contextes intra-arc complexes. Comprendre ces processus est essentiel pour reconstituer l'évolution des limites de plaques et les conditions favorisant l'échec ou la stabilisation d'un arc.

The early geodynamic evolution of the Caribbean remains debated, particularly the processes controlling arc magmatism, high-pressure metamorphism, and intra-arc shortening during the Jurassic-Cretaceous (Philippon et al., 2020a, 2020b). Recent studies highlight that several Caribbean terranes record episodic metamorphism and deformation without developing long-lived subduction zones, suggesting transient intra-arc subduction or distributed shortening (Montheil et al., 2023; Montheil et al., 2025). These findings emphasize that high-pressure metamorphic rocks, including amphibolite- and blueschist-facies assemblages, can form in complex intra-arc settings. Understanding these processes is critical to reconstructing plate boundary evolution and the conditions under which arcs fail or transition into stable subduction systems. Proposer une reconstruction géodynamique régionale de la plaque caraïbe depuis sa formation au jurassique jusqu'à l'Eocène grâce à de nouvelles contraintes apportées par l'acquisition de données de terrain qui permettront de discuter les processus d'initiation et d'abandon de la subduction.

Provide a regional-scale restoration of the pre eocene geodynamical evolution of the Caribbean plate, constrained by field data aquisitions that will further allow to discuss subduction initiation and failure processes. Travaux sur le terrain (cartographie, échantillonnage manuel et à la foreuse).
Analyses paléomagnétiques
Analyses pétrologiques, microstructurales et géochimiques (éléments majeurs, traces et isotopes).
Géochronologie multi-méthodes

Fieldwork (mapping, hand and drill sampling).
Paleomagnetic analyses
Petrological, micro-structural and geochemical analysis (major, trace and isotopes).
multi methods geochronology

Master 2 en géosciences (tectonique, géodynamique, pétrologie métamorphique ou domaines connexes). Intérêt marqué pour le travail de terrain et l'approche multi-disciplinaire. Une expérience en pétrologie, géochimie, géochronologie et/ou modélisation numérique sera appréciée. Maîtrise de l'anglais scientifique requise.