Soutenance de thèse de Luc de Hoÿm de Marien

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

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.