CONTRAT CNEXO-ORSTOM 77/1715

RAPPORT SCIENTIFIQUE DE L'EQUIPE DE GEOLOGIE-GEOPHYSIQUE

- Centre O.R.S.T.O.M. de NOWEA

- Mars 1977 à Avril 1978

- Missions EVA III - IV - V.

par J. DUPONT

I. -. INTRODUCTION

avec la collaboration de J. DANIEL R. LOUAT P. MAILLET

M. MONZIER B. PONTOISE

Le contrat 77/1715 a été obtenu pour mener à bien la réalisation

d'un programme précis l'étude des arcs insulaires.

Le programme EVA (Evolution des arcs insulaires dans le temps et

l'espace) a débuté après les mis,sions Austradec. I

Y

Les reconnaissances géologiques et géophysiques (Austradec) menées

conjointement par 1'ORSTOM et le CEPM (IFP et compagnies pétrolières françaises)

ont montré que la vaste région de marges bordant l'Australie était le résultat

de l'évolution dans le temps et l'espace de la limite entre les plaques Australo-

Indienne et Pacifique.

Après ces études régionales il est apparu souhaitable à l'équipe

du Centre ORSTOM de Nouméa d'ordonner ses recherches autour d'un thème lié 2

cette évolution de limite de plaques. Dans le j S.W. Pacifique cette limite

3

.- i

.I

est surtout caractérisée par les zones de subduction des Salomon, des Nouvelles

Hébrides et des Tonga-Kermadec et par les arcs insulaires qui y sont liés, le

thème choisi a donc été 1'Evolution des arcs insulaires dans le temps et l'es-

pace.

Au niveau international l'étude des marges actives a constitué un

objectif important du projet IPOD. L'intérêt scientifique de eette étude est

évident mais actuellement un intérêt économique vient renforcer les pressions

nationales et internationales pnur la poursuite de cette étude depuis qu'il

est apparu que les arcs insulaires proprement dits constituaient des struc-

tures émergées oa de faible profondeur non négligeables économiquement.

- De mars 1977 2 avril 1978, 3 missions EVA ont été réalisées (fig.1):

EVA III sur l'arc insulaire des Tonga et des Nouvelles Hébrides, EVA IV et L7

uniquement sur les Nouvelles-Hébrides. Au total 117 jours de mission pour cette

période. (Anonyme - FICHES CNEXO R 1977).

- Pour ces missionsen mer presque toute l'équipe de géologie géophysique

a embarqug soit sur les navires du CNEXO : CORIOLIS ou NOROIT, soit sur les

bateaux de 1'ORSTOM ou louPs par 1'ORSTOM : VAUBAN - GALIBI (bateau des Phares

et Balises de Nouvelle Calédonie opérant comme boutlefeu pour la réfraction avec

explosifs), s o i t sur la ROCIXANTE , l'embarcation prêtée par le Condominium

des Nouvelles Hébrides. Dans notre travail nous avons été aidés par G . LATHAM

1

et son technicien (Université du Texas) venus spécialement pour 'la mise en

oeuvre des OBS séismologie et réfraction (EVA IV et V). Ont été embarqués

aussi :

- 3 Ptudiants en stage 2 Nouméa et un technicien, tous les quatre de'

la Faculté d'Orsay (EVA 111 et IV).

- 1 géologue anglais du Geological Survey des Nouvelles-Hébrides pour

les dragages dans l e s eaux hébridaises (LVA V). .

- 3 - 4

- 1 observateur tongien lors de la sismique réflexion et les prélè-

vements de nodules dans l es eaux tongiennes (EVA III).

L'autorisation de travailler dans les eaux territoriales tongiennes

nous a pour cette première mission (EVA III) été facilement donnée moyennant

notre accord de fournir au gouvernement tongien un double de nos données

accompagné d'un rapport. (Pour EVA VII, l'autorisation sera plus difficile 2

obtenir 5 cause des accords Gouvernement tongien - Compagnie WEBB - USA). Dans

les eaux néo-hébridaises il n'y a pas d'obstacle s'opposant à nos missions en

mer.

Les données recueillies varient suivant la zone ;

e

- Tonga : Bathymétrie, sismique réflexion, magnétisme, nodules

- Nouvelles Hébrides : Bathymétrie, sismique réflexion,magnétisme

Dragages - Séismologie - sismique refraction.

II - RESULTATS OBTENUS

A- Arc des TONGA

Avant EVA III (k~ril-Mai 1977) 1'CRSTOM avait déjà réalisé deux

missions dans cette zone (fig. 1 ) : '.

3

- en 1975 1'ORSTOM termine une grande mission Ggorstom III par trois

profils sur l'arc insulaire des Kernindec. et 1 sur celui des Tonga, (bathymétrie,

sismique réflexion monotrace par canon 2 air, magnétisme, navigation par

satellite),

- en 1976 en collaboration avec d'autres partenaires français

L'ORSTOM rgalise cette annge Lã deux p r o f i l s ilustrader. 401-403 avec bathymé-

trie, sismique rGfl.rxion monotrace (flexiclioc), magnEtisme et navigation par

satellite.

Durant la mission EVA III il a été réalisé 10 profils approximati-

vement EW et 4 profils de liaison en sismique réflexion monotrace par canon

à air, bathymgtrie et magnétisme sur l'arc des Tonga et la fosse depuis le

bassin de Lau jusqu'à la plaque Pacifique totalisant 2600 milles environ

d'enregistrements. Quatre de ces profils recoupent aussi la ride de Lau

(J. DUPONT 1978).

1 - Morphologie

- Morphologiquement l'arc insulaire des Tonga est assez régu- lier comme le montrent nos profils (fig.2). KARIG et SHARW (1975) ont

classé cet arc dans une famille caractérisée par les fosses "accrétant" du

matdriau de forte densité et vitesse élevée, ce qui doit être le cas de la

partie inférieure de la pente interne. La morphologie de la pente interne

est simple ; deux parties convexes séparées par une rupture de pente.

- Le sommet de l'arc est occupé par des îles coralliennes

dont le socle doit être d'origine volcanique ou volcanoclastique comme le

prouvent les études géologiques sur'Eua. (HOFFMEISTER, 1932).

- A l'ouest de l'arc et séparées de ce dernier par la dépres-

sion de Tofua on trouve des îles volcaniques. Deaombreux volcans sous-

marins sont encore en xtivité. Les îles volcan-iqbes et les volcans sous-

marins sont alignés suivant plusieurs tronçons de droit? dont les décalages

successifs pourraient être dus à des failles. La dépression de.Tofua est plus

ou moins apparente suivant la présence d'un volcan (AUS 401 - EVA 312 - 306)

ou non (EVA 309).

2 - S é d i m e n t o l o g i e

Les p r o f i l s EVA ont é t g r g a l i s g s ave:: un air-gun de 2 litres

tandis que pour A U S 401 un a utilisé le systsme fLexichoc de I'lnstitut

Français du P6trole (fig. 2 ) .

- 5 - 4 L

La pénétration sur le sommet de l'arc dans un cas comme dans l'autre

ne dépasse pas beaucoup la seconde temps-double quand le double du fond ne

masque pas tous les réflecteurs.

Sur la pente interne de la fosse l'épaiffseur de la couverture sédi-

mentaire peut dspasser la seconde temps double dans quelques petits bassins

(1 ,6 s.t.d.).

Les plus fortes épaisseurs de sédiment ont été enregistrées dans la

dépression de Tofua : 2 , 4 s.t.d. (Aus 401).

- Dans le bassin de Lau même, l'enregistrement effectué avec le flexi-

choc n'indique qu'une faible épaisseur de sédiment allant en diminuant de

l'extérieur vers le centre du bassin (Aus 401). La partie centrale - zone

de l'axe d'expansion de WEISSEL (1977) montre . ;I~.I. !a couche sédimentaire si

elle existe ne peut être enregistrée car trop peu épaisse. Les autres pro-

fils recoupant le bassin donnent les mêmes conclusions (EVA 302-306-308-315 -

AUS 403). I1 est net (fig. 2) que la zone sans sédiment,c'est-à-dire l'axe

d'expansion se rapproche de l'arc des Tonga comme W I S S E L le signale.

- S u r la ride de L a u i>n a peu ou ?as de s¿Sdlnent, par contre l'épais-

seur de c e s derniers va en augmentant d'Est en OGest vers Le bassin sud

f idj ien.

3 - MaenGtisme

- Les anomalies magnetiquss trSs f o r t e s (1074 . f ' ) sur GE0 321

et sauvent: trSs t iet tcs stir 1.a iigne volcanique pemiettent de préciser le

t r a c ë de ce1 le-ci quand ia mc::rptic>logie dev ien t - linpr5cis.e ( f i g . 3 ) .

île et daté anté Eocène supérieur.

- Pour l'instant nous n'avons pas cherché à retrouver dans

le bassin de Lau, les anomalies magnétiques ayant permis à WEISSEL d'en

expliquer l'ouverture.

4 - Tectonique

- On peut remarquer les nombreuses failles qui fracturent

la plaque Pacifique lors de sa courbure avaatson plongement vers la fosse des

Tonga. Le rayon de courbure est d'environ 180 à 200 km et la valeur de la

pente varie entre 8 et 12 % (fig. 2).

- La pente interne de la fosse est forte et il doit exister une relation morphologique entre elle et la plaque plongeante. (J. DANIEL, in

press). La partie inférieure de la pente interne (pas de pénétration de la

sismique réflexion) pourrait être formée de roches ultrabasiques et de basal-

tes (FISHER et ENGEL 1969) .

- Sur le sommet de l'arc on a une faible pénétration de la sis-

mique mais sur certains profils on peut noter des intrusions perçant les sé-

diments. De nonbreuses fractures découpent les couches sédimentaires tant vers

la fosse que vers le bassin de Lau. Pour cette partie de l'arc notre sismique

réflexion avec une pgnétration faible et sans traitement par ordinateur ne nous

permet pas des interprétations aussi poussées clue celles de KROENE et TONGILAVA

(1975) sur les profils de la Mobil Oil Corporation.

I

3

- Pour expliquer l'origine de la dépression de Tofua, certains

auteurs proposent deux hypothëses :

- installation du volcanisme qui piège ainsi Les sédiments entre

les centres volcaniques coalescents et l'arc frontal (KARIG, 19701,

- effondrement par Failles de la partie occidentale de l'arc et

installation du volcanisme (KATZ, 1974).

i - 7 -

- D'après la plupart des profils il semble que nous ayons plutôt

affaire à une ligne volcanique se développant à l'Ouest de l'arc créant ainsi

une dépression coincée entre l'arc et les volcans et se remplissant de dépôts

volcano-sédimentaires récents. Cependant sur certains profils la dépression

est accentuée sur le côté occidental de l'arc par un jeu de failles abaissant

des séries anciennes et dans ce cas (AUS 403) la ressemblance avec un f o s s é

d'effondrement est grande.

5 - Nodules

A la demande du gouvernement tongien pendant EVA III 7 stations

d e 4 préleveurs ont été faites sur la plaque Pacifique 2 l'est de la f o s s e

des Tonga par 5500 m de fond en moyenne. Aucun d e s préleveurs n'a ramené de

nodule ni d'encroûtements polymgtalliques ( R . DECOURT et al 1 9 7 7 ) .

B - Arc des NOUVELLES HEBRIDES

L'arc des Nouvelles-Hébrides peut se subdiviser en une partie nord

allant de5 îles Santa Cruz aux îles Banks, une partie centrale entre Espiritu

Santo. et les îles Shepherd et une partie sud entre Efate et Anatom (fig. 1 et I

l . ,5-.

4 ) * I

La partie sud est considérge comme plus "normale" en raison de la

régularité du relief du Plateau Nord-Loyauté et de la relative simplicité de

l'arc proprement dit (par rapport 5 la partie centrale). Le seul profil de

sismique réflexion enregistré en multitraces (12 traces) dans cette région est

le profil AUSTRADEC 113. Six forages ont été proposés le long de ce profil.

Au début de 1977 l'étude de la zone IPOD a fait l'objet d'un

rapport faisant le point sur les données acquises après EVA II (Anonyme 1 9 7 7 ) .

Depuis, d'autres campagnes ont été réalisées dont certaines en fin d'année 1977

EVA III, I V , V . Certaines données ont été traitées, d'autres sont encore à

1 ' é tude.

5 - 8 -

( 1 ) Bathymétrie et Sismique Réflexion

A la suite de la campagne EVA II une carte bathpétrique a

été dressée. L'espacement des profils est en moyenne de 5 milles. Cette carte

a été complétée après les missions EVA 111, IV, v et en particulier au Nord- ,

Est et au Sud de façon B préciser l e s terminaisons du fossé arrière-arc et

les relations entre le fore-horst et la ligne volcanique (fig. 5 et 6).

Les principaux résultats acquis sont les suivants :

- la profondeur du plateau Nord-Loyauté est relativement cons- tante et voisine de 45CO m. La pente externe de la fosse montre des variations

beaucoup moins fortes que la pente interne dont la forme semble liée à l'origine

et au volume de matériau disponible dans le prisme d'accrétion,

- la largeur de l'arc proprement dit peut varier et, en parti- culier on voit se développer, au niveau de l'île d'Erromango un "fore-horst"

sépar6 de l'île par un bassin.

Les fossés arrière-arc ont leur extension maximum entre les

îles et semblent limités par des failles transversales à l'arc situées au niveau

des îles. '.

Les profils réalisés au cours des campagnes EVA III, IV et V ., 1

montrent que la morphologie de la pente interne peut être très tourmentée come

nous permet une investigation plus profonde.

par exemple sur le profil EVA 320 au Sud-ouest d'Erromango.

De plus il semble bien que les fossés arrière-arc situés entre

Efaté et Erromango et entre Erromango et Anatom sont décalés l'un par rapport

à l'autre par failles. Ce décalage correspondrait d'ailleurs à un décalage de la

courbe de 2000 m vers le plateau Nord-fidjien.

La structure profonde n'est pas clairement définie à partir de

nos enregistrements sismiques monotraces. Hecsreusement la sismique réfraction

(2) Pétrographie - Stratigraphie

Un aperçu bibliographique a été donné dans le rapport IPOD.

Depuis cette date, des missions 2 terre ont été effectuées sur Efaté et

Erromango et une campagne (EVA V) de dragages sur la zone IPOD.

En effet en septembre - octobre 1977, 33 dragages ont été ef-

fectués durant la campagne EVA 5 , 5 partir du N/O. Le Noroît, sur une zone

située entre 167" et 170" 30' de longitude Est, et 1 7 " et 20" 30 de latitude

Sud. 26 de ces dragages se sont révélés positifs(Eig. no 7)

Un premier examen rapide - dont les conclusions doivent être

considérées comme provisoires, dans l'attente d'une étude ultérieure - permet de différencier 5 types pétrographiques.

a- des "basaltes" : sous ce terme global ont été rassemblées toutes

les volcanites basiques massives du type basaltes, spilites, andésites,

t

b- des ponces, sombres pour la plupart (quelques ponces blanchâtres

ont été récoltées), ." i ,

c- des fragments volcanoclastiques, comprenant des tufs et des brèches b

i volcaniques, I

d- des calcaires coralliens, 3

e- enfin, des argiles et des boues consolidées

Quantitativement, on trouve, en pourcentages décroissants

[- les fragments volcanoclastiques, (- les argiles et boues consolidées ( ( (- l e s ponces ( (- les basa! tes

- les calcaires i

I T - 10 -

Les encroutements de manganèse sont fréquents autour des fragments

volcanoclastiques et des calcaires; de plus, il est intéressant de noter

qu'aucun échantillon récolté ne présente de cassure fraîche; ces dragages

n'ont donc pas permis de récolter de fragments arrachés 2 la roche en

place.

!

Schématiquement on, a :

- Au niveau de la fosse des Nouvelles Hébrides (dragage 503), le matériel

volcanique est seul représenté (ponces et basaltes),

- sur le bord inférieur de la pente interne (dragages 522 - 523 - 524), I

on trouve surtout des argiles et quelques ponces.

- les résultats sont moins univoques au niveau du bord supérieur de la

pente interne

pétrographiques cités plus haut sont représentés,

(dragages 504- 515 - 5 1 6 - 517 - 518 - 519) OG les 5 types

- quelques dragages au niveau de l'arc volcanique (dragages 514 -530 -531)

ont permis de récolter des basaltes, des ponces et des débris volcanoclasti-

- dans la zone des fossés arrière-arc enfin, (dragages 510 -511 -512- 526 5 .

527 - 5 2 8 - 5291, on retrouve les mêmes types!.p$.trographiques qu'au niveau

de l'arc lui-même.

Une étude pétrographique plus fine devrait permettre de préciser dans

l'avenir ces premières observations.

(3) Magnétisme - Gravim6trie -_

IL n'y a pas de données nouvelles depuis le rapport IPOD

dont l es résultats sont synthétisés sur les cartes d'anomalies.

& - 1 1 - h

( 4 ) Sismique réfraction

L'0.R.S.T.O.M. et l'Université du Texas (U.S .A. ) ont conjointe-

ment mené, aux Nouvelles-Hébrides, deux campagnes de sismique réfraction,

l'une en octobce 1976 (EVA II) et l'autre en août 1977 (EVA IV). Ces deux

campagnes entraient dans le cadre des programmes "Préparation de la zone

IPOD" et "Evolution des arcs" que 1'ORSTOM poursuit depuis 1974 sur les

Nouvelles Hébrides en particulier (fig. 8).

L'Université du Texas a fourni les O.B.S. (Ocean-Bottom-

Seismometer) 1'ORSTOM et le CNEXO fournissant les navires et les moyens

technologiques complémentaires. L'exploitation des données est faite par

des chercheurs de l'Université du Texas et de 1'ORSTOM.

Deux types de profils ont été réalisés. Les uns en utilisant

une source sismique classique (air gun ou flexichoc) à cadence de tir rapide

(1 tir/min) donnant des profils allant jusqu'à 20 km de longueur, les autres

en utilisant des explosifs (dynamite) avec une cadence de tir moins rapide

( I tir/lO min) permettant de s'éloigner de 1'OBS à plus de 100 km. Aucun de

ces profils n'a pu être réellement inversé pour des raisons de logistique. 1.

Cependant, quelques uns ont été "pseudo-inversés"c 'es t -à-dire réalisés en

deux branches symétriques (Les tirs se situent de part et d'autre de 1'OBS). 3

Bien que l e s techniques d'inversion ne soient pas applicables à ce type de

profil puisque les ondes réfractées n'ont pas suivi de trajets inverses com-

muns, ils fournissent quand même une indication sur les pentes et les varia-

tions d'épaisseur des couches traversées (PONTOISE B . , 1977).

Pour des raisons structurales évidentes, tous les profils Ont

été implantés selon des directions sensiblement parallèles à l'axe de la

fosse (NXW - S S E ) . Les profondeurs de pénétration varient de quelques

kilomètres (air gun) à 30 km (profils à l'explosif) (fig. 9).

- E V A 327 SUD T A N N A -

XI VI1 VI x Vlll v IX IV I I I 111 I 1 I I I I I I

FIG.9, L o c a l i s a t i o n s c h Q n a t i q i t c des -rr?fils

r 6 f r a c t i o n d ' EVA I V siir line coupe , n e r Q e n d i c i i l a i r e

4. l a f o s s e e t 5 l 'arc: d e s ' lo i ive l les Hébr ides .

L'essai réalisé avec le flexichoc a montré l'inadéquation de cette

source en réfraction. Cette inefficacité est probablement due autant b la

très grande directivité de cette source (verticale b cône fermé) qu'au spectre

de source non adapté au capteur de 1 ' O B S (Géophone à bande passante centrée sur

10 Hz). J

Un profil de grande longueur mettant en oeuvre trois OBS et quatre

stations b terre a été réalisé. Les cinq tirs, allint de 25 kg à 200 kg de

dynamite ont été enregistrés.

L'histograrmne des vitesses rencontrées, (en tenant compte des incer-

titudes sur les vitesses) pour le total des 13 profils réalisés permet de dif-

férencier cinq groupes principaux

Groupe 1 1.8 6 V < 2 . 6 sédiments non consolidés

Groupe 2 2 . 7 < V < 4 . 2 sédiments consolidés + roches intrusives

Groupe 3 4 . 4 < V < 6 socle (basal t e s métamorphisés)

Groupe 4 6 .7 < V < 7 . 4 couche océanique (péridotites-amphkbolites)

Groupe 5 V 7 . 6 manteau supérieur

- 1 3 ' < c

Cette classification rejoinC tout 2 fait celle établie par G. PERRIER

à laquelle est simplement rajouté

probablement roches intrusives. Ce groupe, important dans cette région, est

généralement peu reprgsenté dans les "croûtes océaniques classiques"

le groupe 2 des sédiments consolidés avec

On a représenté, sur les figures 10 et 1 1 les coupes en vitesses pro-

jetées sur deux coupes transversales de l'arc, l'une entre Efaté et Erromango

l'autre entre Erromango et Tanna, l'axe de la fos se ayant servi de référence.

On peut noter :

- Aucune structure rencontrée n'est typiquement océanique

- La structure de la plaque plongeante montre une épaisseur' assez supérieure 2. celle de la croüte océanique classique

- La structure dans le bassin arrière-arc (profil II) est peut-être assez proche d'une structure dezone d'extension avec un Moho très peu

p ro f ond.

- La pente du tir de l a couche océanique de l'Ouest vers l'Est montre

l'enfouissement de cette couche par la subduction ainsi que l'épais-

s5ssement impolrtant du socle sous l'arc . .

4 . .' - L'épaississement de la couche sédimentaiXe consolidée 2 l'Est de la

2

fosse marque L'existence de la zone d'accrétion, sans qu'il soit pos-

sible de dire si cette couche provient plus de la plaque plongeante

que de La plaque obductante.

- L'épaisseur des sédiments non conso l idés est faible sur La plaque

plangeante, plus importante avant d'atteindre la fosse, assez impor-

tante sur le lower slope, t rès faible sur la upper-slope et le fore-

horst, assez continue depuis l'arc frontal jusque sur le plateau fid-

jien avec épaississement au niveau du bassin arrière arc.

- La f i g u r e 12 est une interprétation proposGe d'une coupe transversale

de l ' a r c des Nouvel les Hébridt-1s.

7 F

- 14 -

(5) Seismici té.

En raison de la présence des îles d'Aniwa et Futuna et de ,

l a disposition du réseau permanent de 1'ORSTOM au cours d'EVA IV un réseau

de 8 OBS a été déployé au Sud de la zone IPOD au niveau des îles de Tanna

et Anatom (fig. 8 ) .

Les seismographes ont été mouillés par le N / O CORIOLIS et

récupérés 5 semaines plus tard par le N/O LE l iOROIT au cours d'EVA 5 (7 sur 8)

Le huitième a Et6 retrouvé plusieurs mois aprss sur les côtes des Loyauté.

Au cours du profil de réfraction no IV un grand nombre d e

secousses a été enregistré qui nous a conduits 5 déployer pendant 24 heures

un réseau de 3 OBS conjointement avec la station d'bniwa.

150 séismes o n t été enregistrés pendant cette journée sans doute liés à la

rupture entre l'arc et le fossé arrière arc. Une couverture bathymétrique

fine a complété cette étude.

La séismicité sous l'arc des Nouvelles Hébrides est continue

du nord au sud. E l l e est répartie dans une zone de Benioff dont le pendage est

très fort (65" 2 70"). De O 5 70 km de profondeur Ea séismicité est forte

alors qu'au d e l à de 70 km elle est normale et qu'eile n'existe plus au-delà

de 300 km (les séismes profonds observgs sous le piateau nord fidjien étant

liés à la fosse du Vitiaz).

Les résultats montrent que dans la région d'Efat6 il y a

continuité dans la lirhosphère plongeante. D'autre part l'activité se concentre

suivant une direction Nord-Ouest - Sud-Est.

Enfin, l'examen de la répartition des séismes superficiels

et leur comparaison avec les profils de sismique réflexion montrent qu'en p l u s

de l'activité associée au plan de Benioff, existe une seconde activité résultant

I 4

- 15 -

de tensions au niveau du sommet de la pente interne, soit pratiquement 2 égale

distance de la fosse et de la ligne volcanique.

Au vu de ces résultats, il semble très clair maintenant que l'étude

de.la séismicité fine de la région des Nouvelles-Hébrides ne pourra se faire

de manière satisfaisante que si on peut disposer d'un modèle de structure en

vitesse mieux adapté que le modèle utilisé jusqu'alors pour la détermination

des épicentres. En effet, ce modèle, proche de celui de JEFFREYS, est tout-à-

fait insuffisant pour une précision satisfaisante. Les expériences futures

de réfraction (type grands profils ayant des profondeurs de pénétration de

quelques dizaines de km) et la mise au point d'un programme de calcul des

épicentres avec un modèle de vitesse à couches non horizontales permettraient

de faire de la séismicité fine un outil adapté 2 l'échelle de notre étude.

i . .

I

III - TRAVAUX RESTANT A EFFECTUER

1 . Arc des Tonga.

Toutes les données ont été dépouillées. La bathymétrie, la

sismique réflexion ont été étudiées et des publications sont: en préparation. I.

Le magnétisme est en cours d'interprSt+ation.

2. Arc des Nouvelles Hébrides

Les données de bathymétrie, sismique réflexion, magnétisme,

sismique réfraction, séismologie sont dépouillées et des publications sont en

préparation.

L,'inventaire des roches draguées a été fait mais tout le travail

de détermination reste 2 faire, nos pétrographes étant actuellement en train de

travailler sur les échantillons de la zone d'Entrecasteaux et des volcans l4atthew

et Hunter.

3 . Publications.

Les publtcations de séismologie sont faites en collaboration avec

nos partenaires américains de l'Université de Cornel1 (B. ISACKS) et la Faculté

d'Orsay (J. DUBOIS).

Les publications de sismique r6fraction soht faites en collabora-

tion avec nos partenaires américains de l'Université du Texas (G: LATHAM).

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

- ANONYME, I 9 7 7 - Fiche CNEXO EVA III 9 p. 1 carte

Il " EVA IV 12 p. 2 cartes

If EVA V 12 p. 1 carte

11

Il II

- ANONYME, 1 9 7 7 - Etude de la zone "IPOD" Nouvelles Hdbrides

travaux au 1 . 0 4 . 1 9 7 7 - ORSTOM NOUMEA - rapp. ronéo. 44 p

fig). Bibliogr.

: Etat des

16 pl. (cart.

- DANIEL J. - Morphology and structure on the southern part of the

New Hebrides Island Arc system - (in press).

- DECOURT R., JAMET F. et RECY J., 1977 - Prélèvements de fond effectués B

l'Est de la fosse des Tonga. Sea floor samplings. East of Tonga Trench.

Campagne d'EVA III (25 Avril-28 Mai). EVA III cruise (April 25 - May 28) - I

Rapport préliminaire - Preliminary report - CNEXO - ORSTOM - 13 p.)

- DUPONT J . , 1 9 7 8 - Rapport de mission EVA III Royaume des Tonga (Français

Anglais) ORSTOM Nouméa - ronéo. 10 p. (5 cartes,€ig.)

- FISHER R.L. and ENGEL C.G., 1969 - Ultramafic and basaltic rocks dredged

from the near shore flank on the Tonga Trench. Geol. Soc. of Am. Bull. v. 80

p. 1373-1378 .

- HOFFMEISTER J.E., 1932 - Geology of 'EUA, Tonga. Bull. Bernice P . Bishop

Mus. 9 6 . 9 3 pp, 22 p l s .

a

- 17 - _

- KARIG D . E . , 1970 - Ridges and Basins o f t h e Tonga-Kermadec I s l a n d Arc

System. J . G . R . Vol . 75, no 2 p . 239-254.

- K A R I G D.E. and S H A W N G . , 1975 - Subduction and Accre t ion i n Trenches - Geol. Soc. o f Am. B u l l . V. 86, p . 377-389.

- KATZ H.R., 1974 - Ffargins of t h e southwest P a c i f i c i n “The geology of

c o n t i n e n t a l margins” p . 549-565 Ed. Burk and Drake. Spr inger Verlag M.Y.

- KROENKE L . and TONGILAVA S . L . , 1975 - A s t r u c t u r a l i n t e r p r e t a t i o n of two

r e f l e c t i o n p r o f i l e s a c r o s s t h e Tonga A r c . South P a c i f i c Marine Geolo-

g i c a l Notes - T e c h n i c a l S e c r e t a r i a t CCOP-SOPAC ESCAP - SUVA F I J I

Vol. I no 2 p. 9-15.

- PONTOISE B . , 1977 - R é f r a c t i o n aux Nouvelles Hébrides - Rapport ronéo -

ORSTOM Nouméa - 10 p. 2 t a b l e a u x , 17 f i g . , 3 p l . H.T.

- hTISSEL J . K . , 1977 - E v o l u t i o n of t h e Lau Basin by t h e growth of small

p l a t e s i n “ I s l a n d Arcs, Deep Sea Trenches and Back-Arc Basins“. Am.

Geophys. Un. Piaurice Ewing Ser. V. I p. 429-436.

y

BASSIN SUD FIDJIEN RIDE DE LAU

SOUTH FIJI BASIN LAU RIDGE

BASSIN DE LAU RIDE DE TONGA

LAU BASIN TONGA RIDGE

FOSSE PLAQUE PACIFIQUE

TRENCH PACIFIC PLATE S. E..

I

..,, ,# , I

EVA 315 , , . , , , a * , , . ,

secondes Temps Doubla Seconds T w o Way T r a v d

LIGNE VOLCANIQUE ACTUELLE u PRESENT VOLCANIC LINE

SOCLE VOLCANIQUE D'EUA L O

VOLCANIC BASEMENT OF EUA

- 1-_i ZONE AXIALE D'EXPANSION D'APRES WEISSEL I WEISSEL'S SPREADING ZONE

. I 4

ECHELLE VERTICALE VERTICAL SCALE

1 SCALE

I

0

I

- Fig. 2

FOSSE -TRENCH . 1

S.E.,

2 0 0

O V

200

AUS 401

200

200

,FIG. 3 - L'

- A NOMA L I ES MA G N E T IQ UES . *'

-MAGNET IC ANOMAL I ES.

Echelle . Scale

EVA

EVA

314

312

200

o u

200

il_ . . . -..... .

6 0 O f ‘ 7

- E3 A T H Y M E T R Y,

T R E N C H

c

T R O U G H S

~~ Fig. 6

a 1 I

C: 0 5 2 4

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' a

E FATE

I

I I

/ e515

I I

0 5 1 4

1 5 1 6 9 0 5 1 9 '51 7

c

518

532

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8 5 1 2 @513

0 526

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529 08 8 52 8

...... . . . . . . 0 . . . . . ANATOM

€VA a/

dragage positif

cj dragage negatif 1

0 rupture de cable

- profil bathymetrique

-1

-2

-3

-6

- 4

6

7

m

9

L

I 2

13

14

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I(#

1 5.8 I I 1

I

i

-i

IV 10

-:-I l.6

i

I I “-4-

1.5

2.2

1.2

I

3 I

- SECTlQPI E R R O M A N G O - T A N N A -

OUEST TRENCH

I

- 1

-1

-3

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7

8

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2.2 I_

- 3 4

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1 2 4

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5.5

3 8-

1.5

- 24

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S.3

”

7.8

KH

Fig., 19

- LEGENDE - + Seismes enregistrés par "0.B.S:'

au cours d ' € V A 1p

+

Fig.-12 I

Coupe synthetique regroupant

Fig.-12

Coupe synthetique regroupant les profils de sismique ref ractbn obtenus aux Nouvelles -Hebrid4s

E V A Il et EVA IV

Vitesses en k m h e c . Modèles qn couches planes-homog6nes

t

au cours des -campagnes I

in' ,,,& n DnwTnicc j

les profils de sismique ref ractbn obtenus aux Nouvelles -Hebrid4s

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au cours des -campagnes I

E V A Il et EVA IV

Vitesses en k m h e c . Modèles qn couches planes-homog6nes in' ,,,& n DnwTnicc j

CONTRAT CNEXO-ORSTOM 77/1715

I

RAPPORT SCIENTIFIQUE DE L'EQUIPE DE GEOLOGIE -GEOPHYSIQUE

DU CENTRE ORSTOM DE NOUMEA (MISSIONS EVA III - I V - V )

p a r J. DUPONT

avec l a c o l l a b o r a t i o n d e : J. DANIEL

R. LOUAT

P . MAILLET

M. MONZIER

B . PONTOISE

'. .

1.

Y

N O M A - Nouvelle Calédonie

A v r i l 1979