Academic literature on the topic 'Arrière-arc'

This paper reviews the geological setting and reports new geochemical trace element data from the Ordovician Lawrence Head Volcanics (LHV) and the underlying gabbro sills in the Exploits Group. In combination with existing published analyses and ages of these rocks, the volcanic rocks and sills are indistinguishable in composition and age, and the data are consistent with the hypothesis that they represent the same (mostly E-MORB composition) magmatic event in the early–mid Darriwilian (~465 ± 2 Ma). The LHV and their enclosing strata show regional evidence for: 1) upward decline of volume and grain size of arc-derived volcaniclastic materials over the uppermost interval of turbidite sedimentary strata below the LHV; 2) change to shallow marine conditions locally by the end of the LHV event, followed immediately by significant subsidence, and 3) no evidence of coarse-grained clastic input, nor of normal faulting, during or immediately after LHV magmatism. Ridge–trench interaction (ridge subduction) at a subduction system is consistent with all of these features and spatial distribution of related elements, but a rift (back-arc) origin over a subduction zone can only accommodate the compositions, and is inconsistent with the geological evidence. The Dunnage Mélange (DM) has been interpreted either as olistostromal in a developing back-arc rift basin, or as a subduction accretionary prism. Peraluminous intrusions in the mélange (Coaker Porphyry ― CP) are more readily explained by ridge subduction, and a previously reported zircon age (469 ± 4 Ma) is consistent with the age of the LHV and gabbro sills, also interpreted as products of ridge subduction. Localization of the CP in the eastern area of DM, and of most of the large LHV-derived volcanic blocks in the western DM, suggests a slightly younger age, and perhaps a different mechanism, for the origin of the western DM.SOMMAIRECet article passe en revue le contexte géologique et présente de nouvelles données géochimiques d’éléments traces des roches volcaniques ordoviciennes de Lawrence Head (LHV) et des filons-couches de gabbro sous-jacents du Groupe Exploits. Considérant la combinaison des données d’analyse publiées et des datations de ces roches, les roches volcaniques et les filons-couches sont indiscernables tant en composition qu’en âge, et les données sont compatibles avec l’hypothèse selon laquelle ils représentent le même événement magmatique (principalement E-MORB) du Darriwilien précoce à moyen (~465 ± 2 Ma). Les LHV ainsi que les strates de l’encaissant renferment des indices régionaux qui montrent : 1) que le volume et la granulométrie des matériaux volcanoclastiques d’arc diminuent vers le haut dans l’intervalle supérieur des strates de turbidites sédimentaires sous les LHV; 2) que le changement vers des milieux marins peu profonds localement vers la fin de l’événement des LHV a été suivi immédiatement par une subsidence importante, et 3) qu’il n’existe pas d’indices d’apports clastiques à gros grains, non plus que de formation de failles normales, durant ou immédiatement après le magmatisme des LHV. L’interaction crête-fosse (subduction de la crête) au lieu d’un système de subduction concorde avec toutes ces caractéristiques et la répartition spatiale des éléments reliés, alors qu’une origine de crête (arrière-arc) au-dessus d’une zone de subduction ne peut expliquer que les compositions et qu’elle est incompatible avec l’évidence géologique. Le Dunnage Mélange (DM) a été interprété soit comme un olistostome dans un bassin d’arrière-arc en développement, ou comme un prisme d’accrétion de subduction. Les intrusions hyperalumineuses dans le mélange (Porphyre Coaker — CP), s’explique plus facilement par une subduction de crête, et un âge de datation sur zircon de (469 ± 4 Ma) correspond à l’âge des LHV et des filons-couche de gabbro, aussi interprétés comme produits d’une subduction de crête. La localisation du CP dans la portion orientale du DM, et de la majeure partie des grands blocs volcaniques dérivés des LHV de la portion ouest du DM, suggère un âge légèrement plus jeune, et peut-être un mécanisme différent, pour l’origine de la portion ouest du DM.

Les volcans quaternaires arriere-arc de java presentent une importante variabilite dans la composition petrologique de leurs produits et dans leur distance par rapport a la fosse. Les laves des ces volcans montrent des caracteristiques en elements en trace typiquement orogeniques, compatibles avec une origine liee a la subduction. Elles ont des compositions isotopiques pb et sr un peu plus faibles que celles des magmas d'arc; les compositions isotopiques du nd sont similaires dans les deux types de magma. Deux correlations compositions isotopiques du nd-rapports th/ta sont mises en evidence: l'une comprend les laves arriere-arc; la seconde les magmas d'arc. A l'aide de ces correlations, trois zones geochimiques ont ete reconnues: un domaine arc, un domaine arriere-arc et un domaine intermediaire comprenant les volcans situes geographiquement entre l'axe de l'arc et les volcans arriere-arc. On propose que les magmas d'arc resultent du melange entre une source murb appauvri (comportant les caracteristiques dupal) et les fluides issus de la plaque subductee. Un melange entre un manteau morb enrichi en elements hygromagmaphiles (contamine par la fusion de croute oceanique subductee, sumatra) et les sediments subductes (par l'intermediaire de fluides metasomatiques) (java) genere les magmas arriere-arc. Les magmas intermediaires sont le resultat d'un melange entre les sources des domaines arc et arriere-arc. Un modele de repartition de ces sources est propose: il est compatible avec la remontee d'un manteau enrichi (domaine arriere-arc) dans un manteau appauvri superficiel (domaine arc)

De fin novembre à début décembre 2003, 15 OBSs ont été déployés pendant 12 jours dans le sud-ouest du bassin d'Okinawa. Plus de 3300 séismes ont été localisés. La plupart des séismes se répartissent dans l' axe du bassin, le long des failles normales orientées E-W. La faille de Lishan, une structure géologique majeure à terre, se prolonge dans le bassin d' Okinawa jusqu' à 123,6° E. Un groupe de séismes de basse fréquence a été identifié sous la chaîne de volcans CBVT, ce qui suggère une origine magmatique pour ces séismes. En partant des nombreux séismes enregistrés par les réseaux terrestres et pendant cette campagne, deux inversions tomographiques ont été réalisées : (1) A l'extrémité ouest du slab des Ryukyus, une zone de faibles vitesses Vp, Vs et de fort rapport Vp/Vs, de 30 km d'épaisseur en forme de saucisse a été localisée au toit du slab, à une profondeur variant de 20 à 125 km. Elle correspond à une zone de fusion partielle ou enrichie en eau provenant de la déshydratation du slab. Un chenal remonte de cette anomalie en direction de l'île de Kueishantao, matérialisant l'alimentation magmatique de cette île. (2) Dans le bassin d'Okinawa, trois trajectoires magmatiques caractérisées par de faibles vitesses Vp, Vs et un fort rapport Vp/Vs ont été localisées vers 50 km de profondeur, au niveau de la déchirure du slab. En outre, une remontée asthénosphérique en forme de 'chip' se dirige vers l'axe du bassin. Nous suggérons que la déchirure de la plaque permet la remontée de composants exotiques et/ou d'une source thermique anormale en provenance du manteau située sous la plaque subduite, ce qui se traduit par une augmentation de l' activité volcanique dans la région
In November 2003, 15 ocean bottom seismometers (OBS) were deployed during a period of 12 days in the southwestern Okinawa Trough. More than 3300 earthquakes were localized. The seismicity is essentially restricted to the central part of the southwestern Okinawa Trough and terminates abruptly against the N-E trending prolongation of the Lishan fault. Most of the microearthquakes are aligned along the E-W trending normal faults. The existence of a lower crustal / upper mantle magma chamber is suggested by the presence of low frequency earthquakes in the 3 - 10 Hz bandwidth. Based on numerous earthquakes recorded by land stations and the microseismicity acquired during this cruise, two tomographic inversions were performed (1) A low Vp, Vs but high Vp/Vs sausage-like body, about 30 km in diameter, on top of the western Ryukyu slab extremity, at depths ranging between 20 and 125 km. We suggest partial melting and/or a H20-rich component formed by dehydration processes above the Ryukyu slab and the slab edge might explain the presence of this anomalies. A low Vp, Vs but high Vp/Vs channel rises obliquely from the sausage-like body in direction of the andesitic Kueishantao Island showing the veins and/or narrow conduits that magmas propagate through. (2) A mantle inflow characterized by low Vp, Vs and high Vp/Vs passing through the slab tear was imaged. This melt and/or fluid component is rising obliquely from the slab tear in direction of the CBVT, of the northern slope of the southern Okinawa Trough and north of Iriomote Island. In addition, the asthenospheric intake is also imaged by an inclined chip-like high Vp/Vs and low Vp, Vs body dipping northerly

L'axe d'accretion du bassin nord fidjien a fait l'objet, apres une reconnaissance generale, d'une exploration par submersible, au niveau de deux segments de la dorsale. Des manifestations hydrothermales actuelles et anciennes ont ete decouvertes, et des echantillons hydrothermaux preleves. L'etude des variations de la morphologie axiale et l'etude de la composition des mineralisations hydrothermales, au niveau des deux segments, montrent que les differences observees sont liees a des fluctuations spacio-temporelles de l'activite volcanique le long de la dorsale

L'Indonesie presente un grand nombre de complexes ophiolitiques (sulawesi, seram, meratus a borneo, cyclops et la haute-chaine centrale en irian jaya) qui se sont formes dans des contextes arriere-arc. Cette hypothese repose essentiellement sur des donnees petrologiques et geochimiques. Ces massifs, bien que fortement demembres, montrent tous les termes d'une sequence ophiolitique normale, depuis les peridotites et les gabbros jusqu'aux basaltes. Ces roches presentent neanmoins des caracteristiques geochimiques distinctes d'un massif a l'autre. Toutes les laves montrent des anomalies en nb caracteristiques des contextes de subduction, la variation des rapports la/nb traduisant cependant une influence plus ou moins importante de la plaque en subduction. Les differents taux de fusion partielle et les enrichissements metasomatiques des peridotites sont particulierement bien mis en evidence par leurs niveaux de concentration des terres rare legeres et les elements traces. Ces massifs ophiolitiques representeraient donc d'anciens fragments lithopheriques qui, juxtaposes, formeraient une section type d'un bassin arriere-arc. Nos donnees montrent une diminution de l'influence de la plaque en subduction dans les basaltes et les peridotites associees au cours de l'oceanisation du bassin arriere-arc. Toutes ces donnees nous ont permis de completer et de modifier les modeles paleogeodynamiques de l'asie du se actuellement publies

Le gite d'Ag-Hg d'imiter, formé par le remplissage d'un grand nombre de fractures est localisées principalement dans des schistes noirs occupant le sommet d'une formation graywackeuse épimétamorphique d'age PII. Cette formation à turbidites et faciès connexes appartient à un édifice de type Deep-sea fan élaboré en pied de talus sous-marin. Elle correspond à des dépôts de middle-fan et particulièrement au Braided-middle fan, interchenaux de starved-basin, de transition chenal-lobe ou ponded-sediment. Les schistes noirs renferment des horizons plus noirs pyriteux et carbonés témoins de phases de confinement, supposes liées aux conditions très réductrices voire anoxiques à l'échelle du bassin. Ces dépôts se sont effectués dans un bassin en contexte d'arrière-arc alimenté par du matériel en provenance du nord. Par ailleurs, la présence de fragments lithiques spilitisés dans le stock granulaire des graywackes d'Imiter et d'horizons riches en minéraux calciques évoque le volcanisme spilitique PII connu ailleurs dans le Saghro. Ainsi, un tel contexte de bassin en distension, marqué par de longues périodes de confinement voire d'anoxie et d'émissions volcaniques bimodales, apparait très favorable à une pré concentration syngénétique éventuelle. De plus, l'ensemble de ces dépôts a été plissé lors de la phase principale (B1) de l'orogenèse panafricaine en grands plis déjetés à déverses de taille hecto- a kilométrique, développant un clivage de plan axial et repris par la phase tardive (B2). Les schistes noirs présentent dans la région de la mine d'imiter un contact faille complexe avec les volcanites du PIII. L'analyse détaillée de la fracturation le long de ce contact et principalement dans la carrière de la mine, permet de mettre en évidence un jeu d’intensif NNW-SSE, puis distensif décrochant senestre NW-SE contemporain du volcanisme PIII. La fracturation hydraulique et la mobilisation hydrothermale qui y est liée résultent du fonctionnement de cette flexure vulcanisée. Cette partie de l'histoire du gisement se développe en environnement post-collisionnel panafricain

Mon travail de thèse s'est attaché à caractériser le manteau supérieur Patagonien à travers l'étude pétrologique et géochimique d'enclaves mantelliques échantillonnées par des basaltes alcalins mise en place au Cénozoïque en contexte d'arrière arc. Les enclaves du Nord de la Patagonie conservent d'importants stigmates de processus de fusion partielle alors que dans celles du Sud, les circulations de liquide ont oblitérées, partiellement voire totalement, les empreintes de fusion partielle. Finalement, cette étude permet de proposer que les liquides qui ont métasomatisés à grande échelle le manteau patagonien, principalement au Sud, sont essentiellement de type silicaté mafique d'affinité alcaline. Ces liquides sont certainement à relier aux différentes phases magmatiques associés à des processus de remontées asthénosphériques et non pas à des processus de déshydratation de slab.

L’étude des laves du secteur minéralisé de Fatu Kapa situé au large de l’île de Futuna permet de mieux comprendre les processus d’extraction et de concentration des métaux, en particulier les métaux précieux, depuis les processus magmatiques dans les roches sources jusqu’aux minéralisations hydrothermales sur le plancher océanique. Les résultats de l’étude pétrogénétique montrent que les magmas de Fatu Kapa évoluent en deux grands stades. (1) Des trachybasaltes aux trachyandésites, les magmas évoluent par cristallisation fractionnée, puis par cristallisation fractionnée couplée à de l'assimilation. Durant ce stade, la saturation en soufre est précoce et une phase sulfurée riche en éléments chalcophiles tombe et s’accumule en fond de chambre magmatique. Ces phases sont peu mobilisables par les circulations hydrothermales. Par contre (2), des trachyandésites au trachydacites, les magmas évoluent par mélange entre les magmas trachyandésitiques et des magmas générés par fusion partielle de l'encaissant magmatique hydrothermalisé. Malgré de faibles teneurs en cuivre dans ces magmas, des billes de sulfure enrichies en cuivre ont été identifiées. Un résultat majeur est l’observation d’une association directe entre les billes de liquide sulfuré et la phase aqueuse magmatique générant les vésicules lors des phases éruptives. Ces bulles permettent la remontée et la concentration des billes de sulfures magmatiques au toit de la chambre. Ce processus, démontré en pétrologie expérimentale, n'a à notre connaissance jamais été identifié dans les magmas océaniques
The study of the lavas located at the mineralized area of Fatu Kapa, away of the Futuna island, brings constraints on the processes of metal extraction and concentration, inparticular precious metals, from the magmatic processes in the source rocks towards thehydrothermal mineralizations on the seafloor. The results of the petrogenetic study show that the Fatu Kapa magmas evolve by two major steps. (1) From trachybasalts to trachyandesites,magmas evolve through fractional crystallisation and then by fractional crystallisationcoupled to assimilation. At this step, sulfide saturation is early and a sulfide phase enriched inchalcophile elements sink and accumulate at the bottom of the magmatic chamber. These phases are not easily mobilized by hydrothermal circulation. However (2), from trachyandesites to trachydacites, magmas evolve by mixing between trachyandesitic melts andmelts generated by partial melting of the hydrothermally altered wallrock. Despite low coppervalues, these melts generate sulfide drops enriched in copper, which have been identified. Amajor result is the observation of a direct link between the liquid sulfide drops and the volatilrich magmatic phase which generate the vesicles during the eruptive phases. These bubbles allow the rise and the concentration of the magmatic sulfide blebs at the top of the magmatic chamber. This process, which have been demonstrated in experimental petrology, has not yet - to our knowledge - been identified in oceanic melts

Située à l'extrême-ouest de la Méditerranée occidentale, la chaîne bético-rifaine s’est formée au travers d’une histoire orogénique alpine complexe, impliquant des processus de subduction liés à la convergence entre l’Afrique et l’Eurasie depuis le Crétacé. Une découverte importante de ces quatre dernières décennies d'investigations géologiques, a été la mise en évidence des vestiges d’un événement varisque dans les zones internes de la chaîne. Ces résultats soulignent bien la présence de deux systèmes orogéniques superposés, les zones internes de la chaîne bético-rifaine demeurent donc des zones privilégiées pour étudier l’importance de l’héritage structural et métamorphique dans les réactivations partielles ou totale par les évènements les plus récents. Ce travail est localisé dans le secteur de Beni Bousera, ou affleurent les roches crustales et mantéliques qui forment les unités les plus internes de la chaîne. Il s’appuie sur une étude menée à partir des analyses structurales et pétrologiques, des datations U-Th-Pb sur monazite et 40Ar-39Ar sur des micas et des amphiboles. Il nous permet de résumer l’histoire de la chaîne bético-rifaine de la manière suivante : 1) un événement de HP-HT affecte la base du domaine interne à ca 281 ± 3 Ma. Ces nouvelles données pétrologiques et géochronologiques obtenues dans le Rif interne sont corrélées avec les Bétiques, les Kabylies et le massif de l'Edough en Algérie, la ceinture mauritanienne et les Appalaches. Elles attestent d'un domaine convergent au cours du Carbonifère supérieur- Permien inférieur. Tous ces segments orogéniques font partie des Variscides nord-africains construits à la marge nord-ouest du Gondwana en réponse à une convergence entre cette dernière et la Laurentia. 2) autour de 29-26 Ma, un événement métamorphique avec un gradient de type Barrovien à Abukuma affecte les Sebtides (les unités les plus internes de la chaîne), et il est interprété comme résultant de l'évolution de la plaque supérieure d'une zone de subduction. Cet évènement alpin est caractérisé par un chemin prograde marqué par un réchauffement à la base des Sebtides entre 26 et 22 Ma. De telles conditions reflètent un amincissement et un réchauffement de la croûte liée à la remontée asthénosphérique due au retrait de la plaque plongeante ; cet événement marque le début d’un évènement extensif majeur. 3) Au Miocène inférieur à 22-20 Ma, les zones internes (ou domaine d’Alboran) sont affectées par une extension E-W contemporaine de l’ouverture du bassin d'Alboran dans un contexte arrière-arc, et par l’intrusion de filons granitiques dans les péridotites et les unités métamorphiques crustales du domaine interne. Cet évènement a permis l’exhumation finale des Sebtides. 4) Du Miocène inférieur au Miocène moyen, la chaîne bético-rifaine a acquis sa géométrie arquée (l’arc de Gibraltar) suite à la collision entre les zones internes et les zones externes, attestée par une phase de raccourcissement majeur de direction NE-SW à E-W, et 5) l’arc de Gibraltar est affecté par une phase de raccourcissement N-S ante-Pliocène de direction N-S, qui a modifié considérablement sa géométrie
Located at the extreme tip of the western Mediterranean, the Betic-Rif orogenic system is built through a complex alpine orogenic history involving processes of subduction related to convergence between Africa and Eurasia since the Cretaceous. A remarkable discovery during the last four decades of geological investigations, has been the remains of a variscan event in the internal zones of the belt. These results underline the presence of two superimposed orogenic systems, the internal zones of the belt thus remain a privileged area to study the importance of the structural and the metamorphic heritage in the partial or total reactivation by the most recent events. This work is located in the Beni Bousera sector, where crustal and mantle rocks that form the innermost units of the chain are exposed. Based on structural and petrological analyses, U-Th-Pb dating on monazite and 40Ar-39Ar dating on micas and amphiboles. The history of the Betic-Rif belt can be summarized as it follows: 1) a HP-HT event affects the base of the internal domain at around 281 ± 3 Ma. These new petrological and geochronological data obtained in the internal Rif, are correlated with the Betics, the Kabyle, the Edough massif of Algeria, the Mauritanian, and the Appalachian belts, attesting a convergent domain during the late Carboniferous – early Permian. All of these orogenic segments are part of the North African Variscides built at the north-western margin of Gondwana in response to convergence between the later and Laurentia. 2) at around 29-26 Ma, a Barrovian to Abukuma metamorphic event affects the Sebtides (the innermost units of the chain) and interpreted as the evolution of the upper plate of a subduction zone. This alpine event is typically characterized by a prograde metamorphic path marked by heating affecting the base of the Sebtides between 26 to 22 Ma, such conditions reflect thinning and heating of the crust related to the asthenosphere upwelling due to slab roll-back. This event marks the beginning of a major extensive event. 3) In the Miocene around 22-20 Ma, the internal zones are affected by an E-W extension contemporary to the opening of the Alboran Basin in a back-arc context, and the intrusion of granitic dykes into the peridotites and crustal metamorphic units, the exhumation of the Sebtides was complete at this time. 4) From early to middle Miocène, the Betic-Rif belt acquired its arcuate geometry (the Gibraltar Arc) during the collision between the Internal and the external zones, attested by de NE-SW to E-W shortening phases across the arc. 5) more lately prior to Pliocene, the Gibraltar arc was subjected to contractional possess related to a N-S shortening phase, which drastically altered its geometry

L'inversion des marges passives apparaît comme le premier stade vers l'initiation de nouvelles zones de subduction. Cette étape cruciale dans la tectonique des plaques soulève néanmoins encore de nombreuses questions. L'étude des marges actuellement réactivées en compression apparaît ainsi comme essentielle pour mieux comprendre ce processus. Ces marges sont peu nombreuses, situées dans des contextes géodynamiques variés, et les facteurs déterminant leur évolution mal contraints. Située au nord de l'Afrique, la marge algérienne fait partie de ces rares exemples potentiels à travers le monde. L'évolution de cette marge formée au Miocène en contexte d'arrière-arc s'intègre dans le puzzle complexe de l'histoire de la Méditerranée occidentale. Elle est depuis quelques millions d'années réactivée en compression dans le cadre de la convergence lente entre les plaques européenne et africaine, générant un potentiel sismogène fort au nord de l'Algérie. La relative jeunesse du bassin algérien, la charge sédimentaire, les forces aux limites compressives, constituent des conditions favorables à la formation d'une future subduction. A la suite des travaux menés depuis une dizaine d'années, les principales lacunes de connaissances identifiées portent sur (1) la structuration profonde du bassin algérien et de sa marge sud (type de marge, nature du socle, dimension et nature de la transition océan-continent, style et distribution de la déformation compressive), et (2) l'histoire de l'évolution cinématique et géodynamique du bassin, ce qui limite à l'heure actuelle une analyse approfondie des modalités d'inversion de cette marge. L'étude menée se focalise sur la marge centre-algérienne, dans le secteur de Tipaza (à l'ouest d'Alger), un endroit clé pour la compréhension des mécanismes d'ouverture du bassin algérien. Le traitement et l'analyse de nouvelles données de sismique profonde grand-angle et multitrace acquises dans le cadre du projet franco-algérien SPIRAL (Sismique Profonde et Investigations Régionales en Algérie, 2009) ont notamment permis de déterminer la structure crustale du bassin algérien et de sa marge sud, ainsi que la structuration pseudo-3D d'une structure spécifique au secteur d'étude constituée par le haut topographique sous-marin de Khayr-al-Din. L'analyse de la structure profonde de la marge indique un certain nombre de structures héritées de son évolution complexe: (1) une croûte de nature continentale de plus de 15 km d'épaisseur sur le haut de marge (banc de Khayr-al-Din), (2) une croûte fine de nature océanique de 5-6 km d'épaisseur dans le bassin incluant des vitesses légèrement élevées à sa base (7,2 km/s - 7,3 km/s), (3) des similitudes avec des marges formées dans des contextes de déformation transformante, (4) un approfondissement progressif de l'ensemble de la pile sédimentaire et l'épaississement des sédiments Plio-Quaternaire, depuis le bassin profond distal vers le pied de marge, coïncidant avec (5) une flexuration à grande longueur d'onde du socle. Les résultats obtenus apportent de nouvelles contraintes sur (1) la géométrie et la nature de la marge et du bassin, (2) l'évolution de la marge, suggérant une histoire multiphasée comprenant un stade de rifting et/ou d'accrétion océanique, suivi d'un épisode de déformation coulissante tardive liée à la migration du bloc Alboran vers l'ouest, et d'une reprise en compression distribuée du bassin profond au haut de la marge au Plio-Quaternaire; (3) les modalités de réactivation qui se traduisent par des chevauchements aveugles néoformés à pendages sud, notamment au pied du banc de Khayr-al-Din, suggérant un soulèvement du banc de 0,2 mm/an à 0,75 mm/an au Plio-Quaternaire et un début d'écaillage crustal.