Academic literature on the topic 'Pétrologie métamorphique'

La chaîne Bético-Rifaine, située dans la partie occidentale de la Méditerranée, est le résultat de la convergence des plaques européenne et africaine et des processus de subduction qui en résultent. Il s’agit donc d’un lieu d’exception pour étudier les processus liés à la dynamique de la subduction. Cette thèse se focalise sur l’étude du domaine interne de la chaine du Rif. Deux zones d’étude ont été sélectionnées (Ceuta et Cabo Negro) où affleurent des roches crustales de haute pression-basse température (HP-BT) (seulement à Ceuta) mais aussi des roches de basse pression-haute température (BP-HT) ainsi que des roches ultrabasiques dont la signification tectonique, le mode et les âges de mise en place restent encore très débattus. Une approche multi-pluridisciplinaire a été effectuée pour réaliser ce travail, avec une étude structurale et pétrographique détaillée, ainsi que des datations U/Th/Pb sur zircon, monazite et xénotime et 40Ar/39Ar sur mica blanc. Les résultats obtenus démontrent que : (i) à environ 29 Ma un métamorphisme de moyenne pression-haute température (MP-HT) affecte les unités des Sebtides inférieures et Ghomarides. Cette phase est contemporaine d’un épaississement de la croûte et de la mise en place de sills de diorite ayant une signature géochimique d’arc magmatique calco-alcalin fortement potassique. Cette phase est d'autre part contemporaine du métamorphisme de HP-BT observé dans les unités crustales des Sebtides supérieures, (ii) à environ 21 Ma une phase d’extension contribue à l’exhumation finale de ces roches. Cet évènement est associé à un épisode métamorphique qui se développe à la limite des conditions des facies amphibolites et schistes verts, sous des conditions de 400-550°C et 1-3 kbar. La combinaison quasi-contemporaine d’unités métamorphiques de gradients thermiques radicalement différents est caractéristique des « ceintures métamorphiques appariées ». Dans ce cas nous proposons le modèle suivant : à 29 Ma, pendant la subduction Alpine, les unités des Ghomarides et Sebtides inférieures se situent au niveau de la plaque supérieure du système de subduction où se développe le métamorphisme de MP-HT. En parallèle le métamorphisme de HP-BT se manifeste dans le panneau plongeant constitué par les Sebtides supérieures. La déshydratation de la plaque plongeante induit un magmatisme calco-alcalin dans la plaque supérieure. A 21 Ma, le recul de la plaque plongeante produit une phase d’extension créant l’ouverture du bassin d’Alboran et l’exhumation des unités de HP-BT<br>The Betic-Rif Cordillera, located in the western part of the Mediterranean, results from the convergence of the European and African plates and related subduction processes. It is therefore an exceptional site to study the processes induced by subduction dynamics. This thesis focuses on the study of the internal domain of the Rif chain. Two key areas have been selected (Ceuta and Cabo Negro) where high pressure-low temperature crustal rocks (HP-LT) (present only in Ceuta) but also low pressure-high temperature rocks (LP-HT) and ultrabasic rocks outcrop. Their tectonic significance, placement mode and ages are still heavily debated subjects. A multidisciplinary approach was developed to carry out this work, with a detailed structural and petrographic study, as well as U/Th/Pb dating on zircon, monazite and xenotime and 40Ar/39Ar on white mica. The results obtained show that: (i) at circa 29 Ma a medium pressure-high temperature metamorphism (MP-HT) affects the lower Sebtides and Ghomarides. This phase is simultaneous with a thickening of the crust and the placement of diorite sill having a geochemical signature of calc-alkaline to high-K magmatic arc. This phase is contemporaneous to the HP-LT metamorphism observed in the crustal units of the upper Sebtides (ii) at circa 21 Ma an extension phase contributes to the final exhumation of these rocks. This event is associated with a metamorphic episode developed at the boundary between Amphibolite and Greenschist facies conditions, at 400-550°C and 1-3 kbar. The quasi-contemporary emplacement of metamorphic units with radically different thermal gradients is characteristic of “paired metamorphic belts”. In this case we propose the following model: at 29 Ma, during Alpine subduction, the units of the Ghomarides and Lower Sebtides are located within the upper plate of the subduction system where the MP-HT metamorphism develops. In parallel, the HP-LT metamorphism occurs within the lower plate constituted by the upper Sebtides. Dehydration of the lower plate induces calc-alkaline magmatism in the upper plate. At 21 Ma, the slab rollback produces an extension phase creating the opening of the Alboran basin and the exhumation of the HP-LT units

Le tarkwaien decrit au ghana ou il est porteur de mineralisations auriferes exploitees est constitue essentiellement de depots detritiques: quartzites et conglomerats discordants sur le birimien. Des facies analogues ont ete identifies au burkina-faso, ou ils constituent une etroite unite lithologique, le sillon de hounde qui s'allonge sur 225 km du n au s, objet de ce travail. Cette etude a permis de caracteriser le tarkwaien de hounde: 1) il est constitue d'une double composante: des galets pluricentimetriques a decimetriques (quartz, chert, rhyolite, schiste) et un ciment quartzo-phylliteux renfermant des quartz rhyolitiques; 2) la repartition des galets temoigne d'une alimentation sous forme de coulees boueuses, lateralement au relief; 3) les quartz rhyolitiques et les zircons de la matrice traduisent un faible deplacement de materiel volcanique pyroclastique sedimente dans des bassins intramontagneux; 4) l'etude typologique des zircons permet de deduire la nature calco-alcaline de ce volcanisme mis en place en contexte distensif; 5) le volcanisme a ete date autour de 2 15120 ma, c'est-a-dire a la limite des cycles burkinien et eburneen sensu-stricto. Sur le plan structural il est caracterise par des plis isoclinaux formes dans un climat epizonal a muscovite paragonitique et chlorite, les axes sont sub-horizontaux dans l'azimuth 035 ou 215. La schistosite de plan axial a un pendage qui oscille de 40 a 60, soit vers l'e, soit vers l'w. Une lineation s#0/s#1 et l'axe long des galets sont paralleles aux axes de plis. Ulterieurement, se developpe une lineation wnw-ese marquee par des ondulations millimetriques sur les plans de schistosite et genetiquement associee a des kinks. L'etude de la deformation finie montre l'existence d'une composante en aplatissement et d'une composante en etirement qui sont interpretees comme resultant d'une phase en compression suivie d'une phase cisaillante senestre. Il est montre que par sa composition mineralogique et sa periode de mise en place le tarkwaien du sillon de hounde est identique a celui du bassin de tarkwa au ghana. Cependant, la sedimentation epicontinentale, au lieu de se faire en dehors de la zone orogenique active, s'est faite sur place. Dans un tel contexte, ou existe un constant desequilibre entre les formations birimiennes sensu-stricto, toujours actives, et les petits bassins epicontinentaux, aucun niveau conglomeratique, de type monogenique, a galets de quartz, susceptible d'etre aurifere, et correspondant a des paleoplacers n'a pu etre observe

Deux domaines tectono-métamorphiques sont distingués dans le Sud Ouest du Congo : la chaîne précambrienne du Mayombe qui s'étend le long du littoral atlantique depuis le Gabon jusqu'au Nord de l'Angola ; le socle polycyclique de Guéna. Les séries constituant la chaîne du Mayombe sont affectées par deux phases tectoniques qui correspondent aux déformations pan-africaines caractérisées par une schistosité I de direction N130 et pendage SW, une schistosité II, subverticale, sensiblement de même direction qui replisse la première. Elles ont été affectées par un métamorphisme de moyenne pression dont l'intensité diminue progressivement d'Ouest en Est depuis le faciès amphibolite jusqu'à l'anchizone. L'ensemble des formations de la chaîne du Mayombe résulterait de l'ouverture, puis de la fermeture d'un bassin océanique s'achevant par la colision entre un socle occidental, éburnéen (socle de Guéna) et deux socles archéens orientaux (le Chaillu au Nord et le Kasaï au Sud)

Les roches métamorphiques de la région de Tin Begane (Hoggar central, Algérie) sont composées d'amphibolites (à grenat, à clinopyroxene, à grenat et clinopyroxene et sans grenat ni clinopyroxene), d'autres roches mafiques (éclogites et granulites mafiques), de marbres, de quartzites, de micaschistes et de paragneiss. Cette série a subi une évolution P-T-t caractérisée par une décompression quasi isotherme de 17 à 5 kbar et suivie par une étape d'hydratation tardive. Grace à la datation des différentes types de roches, l'empreinte de l'orogenèse pan-africaine est bien identifiée dans cette région. La méthode sm-nd sur minéraux séparés a permis de dater le métamorphisme régional à 686 6 ma sur une amphibolite à grenat (minéraux bien identifiés de la paragenese du pic métamorphique) et à 685 60 ma sur une éclogite (très marquée par la décompression avec des minéraux appartenant à des parageneses différentes). L'hydratation tardive se traduit par la chloritisation du grenat. Elle est estimée à 530 40 ma à partir de la datation de la paragenèse d'un des paragneiss. Dans les échantillons datés, on constate qu'un âge précis n'est obtenu que dans le cas où la roche est dépourvue de tout signe de rétromorphose. En particulier, seul le grenat de l'amphibolite a grenat, datée à 686 6 ma, n'a pas subi de transformation tardive en chlorite. Ainsi, il présente des rapports isotopiques élevés qui donnent cette précision, par contre les rapports isotopiques des grenats chloritises sont faibles et proches de ceux de la chlorite. L'analyse des éléments en trace par l'ICP-MS laser montre pour les grenats chloritises de grandes variations des compositions en LREE et HREE qui se traduisent par une redistribution de ces éléments de façon indépendante. La redistribution des terres rares qui semble être a l'origine de la variation des rapports isotopiques aurait opéré pendant la chloritisation du grenat lors de l'épisode du facies schistes verts, comme le suggèrent les données Rb-Sr. Du point de vue géodynamique, toutes les amphibolites proviennent d'un domaine d'arc insulaire transitionnel tholeiitique/calco-alcalin et les paragneiss montrent une origine de marge active continentale. La série métamorphique de la région de Tin Begane confirme ainsi la nature exotique du terrane de Laouni qui aurait été amalgamé aux autres terranes du Hoggar central pendant l'orogenèse pan-africaine

Pour comprendre l'évolution tectono-métamorphique des unités de type Thiviers-Payzac dans la chaîne hercynienne, trois secteurs d'études ont été choisis: le Rouergue-Albigeois, le Quercy et la Vendée. Ces études pétrostructurales et géochronologiques ont permis de présenter l'évolution tectonique suivante:<br /> Au Dévonien moyen, un premier épisode provoque le charriage vers le SW de l'Unité Supérieure des Gneiss sur l'Unité Inférieure des Gneiss. Dans le Rouergue, les granites syntectoniques ont aussi enregistrés cette déformation. Vers 360 Ma, un deuxième épisode tangentiel provoque le charriage des unités de type Thiviers-Payzac vers le NW en contexte métamorphique barrovien. Lors d'une troisième phase vers 330 Ma, les unités précédemment structurées sont charriées vers le Sud sur l'ensemble Albigeois-Montagne Noire. La signification du deuxième épisode est également discutée en termes de géodynamique.

Deux sutures ophiolitiques ont été étudiées dans le but de contraindre les processus mécaniques d’échelle kilométrique à l’œuvre le long de l’interface de subduction. Mes travaux dans les Alpes occidentales (unités de Zermatt-Saas et du Monviso) ont démontré l’existence d’écailles pluri-kilométriques éclogitiques cohérentes et préservant souvent, au premier ordre, leur structure héritée du plancher océanique Téthysien. Les résultats obtenus sur l’ophiolite du Sistan suggèrent également l’existence d’écailles relativement cohérentes présentant des histoires P-T largement différentes et accrétées au sein d’un prisme d’accrétion vers la fin du Crétacé. Nous avons mis en évidence l’existence d’une unité éclogitique constituée d’un lambeau du coin mantellique, dans lequel un mélange tectonique profond et local de fragments métriques de croûte océanique s’est effectué. Cette thèse a également permis de caractériser les processus de déformation et de circulation de fluides à l’œuvre le long de l’interface de subduction en conditions éclogitiques. La modélisation thermomécanique de la subduction et l’introduction des processus de circulation de fluides dans ce code a permis de mettre en évidence le rôle fondamental des fluides dans les processus à l’origine de la formation des écailles observées dans les sutures ophiolitiques étudiées. Ces résultats (i) permettent d’affiner la compréhension de la structure de l’interface de subduction (ii) y précisent les processus mécaniques, souvent associés à des circulations de fluides en faciès éclogitique et (iii) fournissent d’importantes contraintes sur l’interprétation des données géophysiques obtenues sur les zones de subduction.

La chaîne du Mayombe constitue la portion congolaise du système orogénique « Araçuaï-West Congo » qui se répartit entre la marge orientale du Brésil et la marge occidentale de l’Afrique centrale. Elle s’allonge parallèlement au littoral atlantique suivant la direction NW-SE. En tenant compte des données géochronologiques, elle se subdivise en deux domaines lithostratigraphiques : (i) le domaine paléoprotérozoïque et (ii) le domaine néoprotérozoïque. Le domaine paléoprotérozoique de la chaîne du Mayombe correspond à la partie interne de la chaîne et se caractérise par la co-existence des roches d’origine sédimentaire et magmatique déformées et métamorphisées à des degrés variés. Ces roches se répartissent en trois principaux groupes lithologiques : (i) le Groupe de la Loémé, (ii) le Groupe de la Loukoula et (iii) le Groupe de la Bikossi. L’analyse structurale des Groupes de la Loémé et de la Loukoula montre que ceux-ci sont plissés et fracturés. Dans le Groupe de la Loémé les plis présentent des axes qui s’orientent dans les directions NE-SW, NNE-SSW et N-S tandis que dans le Groupe de la Loukoula, le plissement se fait suivant la direction NE-SW. Le Groupe de la Bikossi se caractérise par des plis qui s’orientent dans les directions identifiées dans les précédants Groupes. L’étude géochimique réalisée sur les échantillons provenant du domaine paléoprotérozoïque de la chaîne du Mayombe montre que ce dernier est hétérogénique c’est-à-dire qu’il implique des terrains d’origine et de lithologie variées. La caractérisation pétrologique des ensembles lithologiques des groupes de la Loémé et de la Loukoula montre que ceux-ci sont affectés par au moins deux événements métamorphiques distincts qui se superposent. Le premier événement se traduit par des paragenèses à grenat-biotite-oligoclase dans les métapélites et par le développement de la hornblende brune dans les métabasites permettant ainsi de situer le contexte d’évolution dans le faciès des amphibolites. Le second événement s’enregistre de façon différente dans le Groupe de la Loémé et dans le Groupe de la Loukoula. Il se traduit respectivement par des assemblages à grenat-biotite-oligoclase dans les formtaions du Groupe de la Loémé et par une paragenèse à chlorite-albite-épidote dans le Groupe de la Loukoula. Les échantillons rattachés au Groupe de la Bikossi ne présentent que les traces d’un seul événement métamorphique marqué par les paragenèses à grenat-biotite-muscovite et grenat-chloritoïde-chlorite avec une température oscillant entre 510-568°C pour une pression d’environ 8 kbar. La datation U-Pb sur zircons a permis de : (i) définir les sources des matériaux détritiques ayant constitué les bassins évoluant de l’Archéen au Protérozoïque (3300-1500) ; (ii) de confirmer l’âge paléoprotérozoïque (2070-2040 Ma) du magmatisme éburnéen ainsi que l’âge néoprotérozoïque (925 Ma) des granites de type Mfoubou et Mont Kanda et (iii) mettre en évidence des perturbations du système isotopique U-Pb des zircons à 642 ± 36 Ma et 539 ± 18 Ma. Les analyses 40Ar-39Ar sur biotite, muscovite et amphibole des échantillons du domaine occidental de la chaîne du Mayombe ont fourni des âges qui situent l’événement tectono-thermique pan-africain entre 615 Ma et 496 Ma<br>The Mayombe belt is the congolese part of the Araçuaï-West Congo belt system which extend from eastern margin of Brazil to western margin of central Africa. It runs parallel to the Atlantic coastline with NW-SE trend. Considering geochronological data, it is subdivided into two lithostratigraphic domains : (i) the Paleoproterozoic domain and (ii) the Neoproterozoic domain. The Paleoproterozoic domain of the Mayombe range corresponds to the inner part of the belt and is characterized by the coexistence of para and orthoderived rocks deformed and metamorphosed to varying degrees. These rocks are distributed among the three main lithological Groups : (i) the Loémé Group, (ii) the Loukoula Group and (iii) the Bikossi Group. Structural analysis of Loémé and Loukoula Groups shows folded and fractured stuctures. In the Loémé Group, folds trend NE-SW, NNE-SSW and N-S while in the Loukoula Group, the main shortening trends NE-SW. The Bikossi Group is characterized by folds oriented in the directions identified in the preceding Groups. The geochemical study carried out on samples from the Paleoproterozoic domain of the Mayombe belt shows that the latter is heterogeneous, by involving rocks of various origin and lithology. The petrological characterization of Loémé and Loukoula Groups shows that they are affected by at least two distinct metamorphic events that overlap. The first event is characterized by garnet-biotite-oligoclase parageneses in metapelites and by the development of brown hornblende in metabasites, thus allowing the evolution context to be situated in the amphibolite facies. The second event is recorded differently in Loémé Group and Loukoula Group. It consits respectively in garnet-biotite-oligoclase assemblages in the Loemé Group and in chlorite-albite-epidote paragenesis in the Loukoula Group. Samples from Bikossi Group present only traces of a single metamorphic event marked by garnet-biotite-muscovite and garnet-chloritoid-chlorite parageneses whose temperature is estimated at 510-568°C for 8 kbar of pressure. U-Pb dating of zircons allows to : (i) define the Archean-Paleoproterozoic (3300-1500Ma) sources of metasedimentary rocks (ii) confirm Paleoproterozoic (2070-2040 Ma) age of Eburnean magmatism and Neoproterozoic (925 Ma) Mfoubou and Mont Kanda type magmatism and (iii) to highlight the perturbations of zircons U-Pb isotopic system at 642 ± 36 Ma and 539 ± 18 Ma. The 40Ar-39Ar analyzes on biotite, muscovite and amphibole from samples of the western domain of Mayombe betl provided since the age range of Pan-African tectono-thermal event at 615-496 Ma

Cette thèse présente de nouvelles données concernant la minéralogie de détail, la géochimie et thermobarométrie des éclogites et des gabbros de la zone Cumpana-Topolog, dans les Monts Fagaras (Carpates méridionales). Le modèle pétrologique d'évolution du complexe éclogitique est complété par une étude structurale. Les contributions principales sont 1) Les roches basiques de la zone Topolog et Cumpana ont des origines différentes respectivement basaltiques d'arc insulaireVAB et E MORB. 2) La zonation prograde des grenats des éclogites à disthène (zone Topolog), et les relations spatiales avec des gabbros adjacents, suggère l'existence d'une transition gabbro-éclogite. Cette transformation a été sélective, contrôlée par des facteurs chimiques et cinétiques. 3) Les conditions pression température paroxysmales pour les éclogites à disthène de la zone Topolog sont P=20-21 kbar et T=670-750ʿC. L'évolution métamorphique rétrograde des ces éclogites a été quasi-adiabatique. Les éclogites de la zone Cumpana montrent une ascension plus lente et éventuellement une faible relaxation thermique (à la limite du faciès granulitique). Cette anomalie thermique peut être mise sur le compte d'un voisinage avec des magmas granitiques syncinématiques qui ont pénétré le complexe basique de la zone Cumpana. 4) L'interprétation des résultats ont conduit à la proposition des 2 modèles d'évolution tectono-métamorphique : subduction-collision et transpression oblique. . . [etc. ]<br>This thesis presents new data on the detailed mineralogy, geochemistry, thermobarometry and structural analysis of the eclogites and gabbros from the Cumpana-Topolog area (Fagaras Mts. , Southern Carpathians). The main contributions come out from the following conclusions of this thesis. . . [etc. ]

Les semelles métamorphiques sont des unités d’origine océanique (≤ 500 m d’épaisseur) situées à la base des grandes ophiolites obductées (≤ 20 km d’épaisseur). Ces unités sont caractérisées par un gradient métamorphique inverse, où les conditions de pression (P) et de température (T) de cristallisation augmentent de la base vers le contact avec l’ophiolite sus-jacente : depuis 500±100˚C et 0.5±0.2 GPa jusqu'à 800±100˚C et 1.0±0.2 GPa. Formées et exhumées au cours des 2 Ma suivant l’initiation des subductions océaniques, les semelles sont des témoins directs de leur dynamique précoce. Les assemblages minéralogiques qu’elles portent et leur déformation fournissent des contraintes majeures, et rares, sur l’évolution de la structure thermique et sur le comportement mécanique de l’interface de subduction naissante. Au terme d'une étude pétrologique, (micro-) structurale et expérimentale sur les amphibolites naturelles de la semelle de Semail (Oman, UAE) et synthétisées en laboratoire, nous proposons un modèle où la semelle métamorphique résulte d’épisodes multiples d’accrétion d’unités homogènes en P–T (donc sans gradient métamorphique) au cours des premières étapes de subduction océanique. L’écaillage subséquent résulte de changements majeurs dans la distribution de la déformation, du fait des variations des propriétés mécaniques des roches à l’interface de subduction lors de son équilibration thermique et de l’augmentation au cours du temps de la proportion de sédiments entrant en subduction. Ce modèle rend compte d’une grande complexité thermique et mécanique à l’interface de subduction, encore insuffisamment examinée dans les études numériques actuelles<br>Metamorphic soles are m to ~500 m thick tectonic slices welded beneath most large-scale ophiolites (usually ≤ 20 km thick). They typically show a steep inverted metamorphic structure where the pressure (P) and temperature (T) conditions of crystallization increase upward, from the base of the sole (500±100ºC at 0.5±0.2 GPa) to the contact with the overlying peridotite (800±100ºC at 1.0±0.2 GPa). Soles are interpreted as a result of heat transfer from the incipient mantle wedge toward the nascent slab during the first My of intra-oceanic subduction. Metamorphic soles are therefore direct witnesses of petrological processes during early subduction. Their mineralogical assemblage and deformation pattern provide major constraints on the evolution of the thermal structure, on the migration of fluids and on the effective rheology along the nascent slab interface. We present a detailed petrological, (micro-)structural and experimental study, with refined P–T estimates obtained with pseudosection modelling and EBSD measurements, on the garnet-bearing and garnet-free (natural and synthetized) amphibolite. We suggest a new tectonic–petrological model for the formation of metamorphic soles below ophiolites, which involves the stacking of several homogeneous slivers (without any T gradient) of oceanic crust to form the present-day structure of the sole. These successive thrusts are the result of rheological contrasts between the slab material and the peridotites of the upper plate as the plate interface progressively cools. This model outlines the thermal and mechanical complexity of the early subduction dynamics, and highlights the need for more refined numerical modelling studies