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À la fin du Néoprotérozoïque, l'apparition d'un rift provoque l'ouverture du super-paléocontinent Rodinia, à travers son socle constitué de gneiss, de schiste et de granite d'âge archéen, visible uniquement dans la région du glacier Nimrod. Ce rift entraîne la mise en place d'une marge passive au niveau de l'actuelle chaîne Transantarctique, associée à une sédimentation importante, avec des dépôts de roches siliciclastiques présentes dans la chaîne Pensacola (formation de Hannah Ridge) et la chaîne Transantarctique centrale (groupe de Beardmore). En terre Victoria méridionale, le socle est constitué de roches métamorphiques (formation de Horney, groupes de Koettlitz et de Skelton) avec des intrusions d'âge néoprotérozoïque à cambrien précoce.
Sources : fr.wikipedia.org
Au Cambrien, le mouvement des plaques s'inverse et donne naissance à une zone de subduction. Ceci résulte en la compression des roches sédimentaires et magmatiques existantes, entraînant un métamorphisme plus ou moins important, ainsi que la formation de nombreux plutons granitiques. Des roches volcaniques silicatées sont émises au niveau de la chaîne de la Reine-Maud et de la chaîne Thiel. Des batholites sont responsables de la déformation des strates et du métamorphisme conduisant à l'orogenèse de Ross. Des roches siliciclastiques et carbonatées d'âge cambrien à ordovicien sont constituées dans la chaîne Pensacola (formation de Patuxent) et dans la chaîne Transantarctique centrale (groupe de Byrd). En terre Victoria septentrionale, trois terranes sont présents, interprétés comme la présence de deux zones de subduction parallèles, formant donc deux arcs volcaniques. La marge continentale correspond au terrane de Wilson, composé de roches métamorphiques avec des intrusions du Cambrien à l'Ordovicien précoce. Le terrane de Bowers, bordé de part et d'autre par les failles de Lanterman et de Leap Year, correspondrait à la section entre les deux zones de subduction, avec son arc volcanique ; il est composé de strates siliciclastiques fossilifères et volcanoclastiques avec des roches volcaniques mafiques surmontées de conglomérats.
Sources : fr.wikipedia.org
Enfin, celui de Robertson Bay correspond au reste de la croûte océanique et de ses sédiments formant un prisme d'accrétion, composé d'une séquence de turbidite d'âge cambrien à ordovicien et qui, fortement plissé comme celui de Bowers, est en revanche peu métamorphisé. À l'issue de ces événements, une chaîne de montagnes existe au niveau de l'actuelle chaîne Transantarctique. Cependant, entre la fin du Silurien et le début du Dévonien, la surface d'érosion de Kukri est sculptée, sans pour autant aboutir à une pénéplaine. Une sédimentation importante entraîne la formation de grès à arénite, riche en quartz, en milieu continental (groupe de Taylor). Alors que la subduction se poursuit tout au long du Paléozoïque, en marge de l'océan Panthalassa, des arcs volcaniques présentent une activité magmatique intermittente, en particulier en terre Victoria septentrionale et en terre Marie Byrd, avec des prolongements notamment en Patagonie et dans le Sud de l'Australie. Au Carbonifère, cette activité reste toutefois suffisamment éloignée de la majeure partie de la chaîne Transantarctique pour que celle-ci soit peu affectée par des déformations — voire connaisse une nouvelle surface d'érosion, dite de Maya, dans les couches dévoniennes et parfois confondue avec celle de Kukri — et par la sédimentation. Dans le cas contraire, ces sédiments sont dégagés par la glaciation qui survient à la fin de cette période.
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Entre le Permien et le Trias, des bassins sédimentaires dans l'intérieur de la terre Victoria et un bassin structural évoluant en bassin d'avant-pays en arrière de la chaîne Transantarctique centrale, probablement sous l'influence de l'orogenèse panafricaine, ainsi qu'une plate-forme isolée au niveau de la chaîne Thiel, résultent en une continuation de l'accumulation de sédiments, formant le groupe de Victoria. Les grès du groupe de Taylor et les sédiments du groupe Victoria forment ensemble le supergroupe de Beacon, qui constitue une grande partie des sommets et arêtes rocheuses de la chaîne Transantarctique sur presque toute sa longueur. Les strates associées au groupe Victoria sont composées de diamictite d'origine glaciaire, de charbon et de shale, indicatifs d'un climat tempéré et humide et enfin de siltite et de grès d'origines diverses mais progressivement plus volcanique. Au début du Jurassique, l'influence de la subduction sur la géologie de la région arrive à sa fin avec le début du rifting entraînant la fracturation du Gondwana. Le rifting est vraisemblablement initié par un panache mantellique, avec un magma riche en silice (formations de Hanson et de Shafer Peak), suivi par l'apparition de la province magmatique de Ferrar (formation d'Exposure Hill), de nature basaltique et caractérisée par des dépôts pyroclastiques, sous forme de lahars, de brèches et de tufs, par des effusions de lave de plusieurs centaines de mètres d'épaisseur et par des intrusions de sills dépassant 1 000 mètres.
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