Tectonic evolution of Les Saintes archipelago (Guadeloupe, French West Indies): relation with the Lesser Antilles arc system

Evolution tectonique de l’archipel des Saintes (Guadeloupe, Antilles Françaises): relation avec le système d’arc des Petites Antilles

¹ Université de Nice Sophia Antipolis, UMR Geoazur, Bât. 1, 250 rue Albert Einstein, Sophia Antipolis, 06560 Valbonne, France
² Université des Antilles et de la Guyane, ESPE, Morne Ferret, BP 517, 97178 Abymes cedex, France
³ Université des Antilles et de la Guyane, Campus de Fouillole, BP 250, 97157 Pointe-à-Pitre, France

^a verati@unice.fr
^b lardeaux@unice.fr
^c corsini@unice.fr
^d yves.mazabraud@espe-guadeloupe.fr
^e fabienne.zami@univ-ag.fr

Received: 19 January 2015
Accepted: 11 July 2015

Abstract

In this paper, we provide the first structural map of Les Saintes archipelago (Guadeloupe, Lesser Antilles). The finite strain pattern displays four families of fault systems characterized by their statistical structural orientations: N000-N020, N050-N070, N090-N110 andN130-N140 trending fault systems. Our onshore results thus underline a fault network much more complex than the one depicted by the previous offshore geophysical investigations around Les Saintes archipelago, which show only N120-N150 trending system. According to the available K-Ar dating of the volcanic rocks and the relative chronology of the faults defined in the field, we determine the deformation history in Les Saintes islands since the last 3 Ma. The four highlighted trending fault systems are already active since the Pliocene and are consistent with the present-day extensional tectonics in the Guadeloupe archipelago compatible with the reactivation of inherited structures at the active arc scale. We interpret the tectonic evolution of Les Saintes islands as the result of interplay between subduction of aseismic ridges (Tiburon and Barracuda ridges) and oblique convergence. Furthermore, we recognized an exhumed geothermal paleo-system in Terre-de-Haut island which is a good analogue of the present-day active Bouillante geothermal system. Its duration is estimated at 400 k.y. during the Pliocene.

Résumé

Cette étude propose la première carte structurale du réseau de failles de l’archipel des Saintes (Guadeloupe, Petites Antilles). Le champ de déformation finie obtenu montre quatre familles de systèmes de failles caractérisées par les directions statistiques suivantes: une famille N000-N020, une N050-N070, une N090-N110, et une N130-N140. Notre étude structurale à terre montre que ce réseau de failles est bien plus complexe que celui déterminé par les études géophysiques en mer autour de l’archipel des Saintes, sachant qu’elles ne mettent en évidence qu’une seule famille de failles de direction N120-N150. En combinant les âges K-Ar disponibles sur les roches volcaniques des Saintes avec la chronologie relative observée sur le terrain entre les différentes familles de failles, nous avons déterminé l’histoire de la déformation des îles des Saintes depuis 3 Ma. Les quatre systèmes de failles mis en évidence étaient déjà actifs depuis le Pliocène et sont cohérents avec la tectonique actuelle en extension à l’échelle de l’archipel de Guadeloupe. Cette tectonique actuelle, ainsi que celle qui perdure depuis 3 Ma aux Saintes, est aussi compatible avec la réactivation de structures tectoniques héritées présentes à l’échelle de l’arc actif. Nous interprétons l’évolution tectonique aux Saintes comme le résultat de l’interaction de la subduction de rides asismiques (rides de Barracuda et Tiburon) avec la convergence oblique dans l’arc. De plus, nous avons identifié sur le terrain un paléo-champ géothermal exhumé sur l’île de Terre-de-Haut, qui est un bon analogue du système géothermique actuel de Bouillante. Sa durée de fonctionnement au Pliocène est estimée à 400 k.y.