Évolution pression-température-temps des unités de haute-pression du Massif-Central : Implications géodynamiques


 AHLeGall    13/12/2019 : 22:55

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13/12 : SOUTENANCE DE THESE DE Luc de Hoÿm de Marien (Géosciences Rennes)

Le vendredi 13 décembre 2019 à 14:00, salle de conf OSUR (Bât.14B, Campus de Beaulieu, Université de Rennes 1), Luc de Hoÿm de Marien soutient sa thèse intitulée "Évolution pression-température-temps des unités de haute-pression du Massif-Central : Implications géodynamiques"

Devant le jury composé de :

Jean-Marc LARDEAUX, Professeur (Université de Nice-Sophia-Antipolis) / Rapporteur

Pavla ŠTÍPSKÁ, Maître de conférence (Université de Strasbourg) / Rapporteur

Michel BALLÈVRE, Professeur (Université de Rennes 1) / Examinateur

Jean-Pierre BURG, Professeur émérite (ETH Zurich, Suisse) / Examinateur

Charlotte MÖLLER, Professeure (Université de Lund, Suède) / Examinatrice

Florence CAGNARD, Ingénieure-chercheure (BRGM, Orléans) / Directrice de thèse

Pavel PITRA, Maître de conférences (Université de Rennes 1) / Directeur de thèse

Jean VAN DEN DRIESSCHE, Professeur (Université de Rennes 1) / Directeur de thèse

Benjamin LE BAYON, Ingénieur-chercheur (BRGM, Orléans) / Invité

Marc POUJOL, Maître de conférences (Université de Rennes 1) / Invité

Résumé :

La chaîne varisque en France a été interprétée comme une chaîne de collision paléozoïque où l’essentiel des déformations et du métamorphisme résultent de l’épaississement crustal et de la relaxation thermique qui s’ensuit. Les mécanismes ayant contrôlés l’exhumation des roches de haute-pression (éclogites) sont peu discutés et le rôle de la subduction, antérieure à la collision, sur l’enregistrement tectono-métamorphique reste peu contraint.

Ce travail présente les résultats d’études pétrologiques réalisées au moyen de la modélisation des équilibres des phases et de datations U/Pb par LA–ICP–MS sur des éclogites du Massif Central. L’étude pétrochronologique des zircons d’éclogites du Haut-Allier indique la subduction au Dévonien (c. 360 Ma) d’une croûte océanique Ordovicienne (c. 470 Ma). L’enfouissement de la croûte est reflété par l’augmentation des conditions de pression et de température enregistrées par les roches. Des évidences de fusion partielle développées au climax des conditions de pressions pendant augmentation de température isobare traduisent un apport de chaleur et d’eau vers la croûte subductée. La décompression quasiment isotherme de l’échantillon suggère une exhumation rapide confirmée par l’âge de fermeture du système U/Pb des apatites qui indiquent une durée d’environ 10 Ma des processus d’exhumation et du refroidissement qui s’ensuit.

Le développement du métamorphisme de haute température pendant le stade de subduction apparaît en contradiction avec une relaxation thermique pendant la collision continentale. Le réchauffement à haute pression est, au contraire, interprété comme le résultat de l’apport de matériel asthénosphérique chaud au contact de la croûte subductée suite à la verticalisation du panneau plongeant et l’amincissement du manteau lithosphérique de la plaque supérieure provoqués par l’entrée en subduction de lambeaux de croûte continentale. La fusion partielle induite de la croûte subductée aurait facilité le détachement de la croûte et du manteau lithosphérique permettant le recul du panneau plongeant qui aurait à son tour facilité l’exhumation des roches de haute pression pendant une période d’extension.

 

Abstract: Pressure-temperature-time evolution of the Variscan high-pressure units of the Massif-Central: Geodynamic implications

The Variscan belt in France is interpreted as a collisional orogen where crustal thickening and subsequent thermal relaxation account for most of the metamorphic and structural evolution. The role of the earlier subduction event on the tectonometamorphic record is not well understood yet.

This study combines a petrological analysis using numerical modelling of phase equilibria and petrologically constrained LA–ICP–MS, U/Pb dating on eclogites from the Massif Central (Haut-Allier). Dating of the zircons from the eclogites indicates a Devonian (c. 360 Ma) age of subduction of an Ordovician (c. 470 Ma) oceanic crust. Burial of the sample is indicated by the prograde P–T path followed by partial melting during isobaric heating that testifies to heat and fluid influx to the subducted crust at high-pressure conditions. Subsequent near isothermal decompression points to a fast exhumation, consistent with the U/Pb closure age of apatite indicating a ~10 Myr duration of the exhumation and subsequent cooling.

It is argued that the early high-temperature event is inconsistent with a thermal relaxation during a continental collision. It is proposed that a slab steepening at the onset of subduction of continental ribbons and consecutive thinning of the lithospheric mantle of the upper plate allowed an asthenospheric flow against the subducted crust accounting for heating at high-pressure. Induced partial melting of the subducted crust facilitated slab detachment and allowed the roll back of the subducting slab resulting in the exhumation the high-pressure rocks during a period of extension.



Contact OSUR :
Luc de Hoÿm de Marien (Géosciences Rennes) / luc.dehoym@univ-rennes1.fr




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