Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
La Zone Nord-Pyrénéenne (ZNP) résulte de l’inversion debassins albo-cénomaniens ouverts entre les plaques Europe etIbérie. Le manteau subcontinental a été exhumé dans le fond decertains de ces bassins et la couverture sédimentaire mésozoïquepré-rift, désolidarisée du soubassement paléozoïque, est venue localementen contact tectonique avec les péridotites. Ceci faitde la ZNP un analogue pour l’étude des marges continentalespassives à manteau exhumé. L’extension crustale s’est produiteen régime thermique chaud comme le montre le métamorphismecrétacé des sédiments pré-rift. Les Chaînons Béarnais (PyrénéesOccidentales) représentent un témoin peu inversé de ce type demarge chaude et sont donc propices à l’étude des modalités del’amincissement crustal dans un tel système. Les analyses detempératures par spectrométrie Raman réalisées sur la couverturesédimentaire aux abords du manteau (Saraillé, Urdach, Turon dela Técouère), montrent que la totalité du système a été soumis àdes températures maximales variant de 253C à 482C. Le contacttectonique majeur entre les sédiments pré-rift décollés et lemanteau est une zone d’intense circulation de fluides avec formationde roches métasomatiques à talc+chlorite+pyrite dans lesconditions du faciès schistes verts. La géochimie isotopique (O, C,Sr) et les inclusions fluides triphasées montrent une circulation desaumures chaudes (~200C), à travers toute la couverture sédimentairedans les derniers stades de l’exhumation du manteau.Nous montrons pour la première fois que pendant l’exhumationdes péridotites : (1) les sédiments pré-rift ont subi un amincissementsyn-métamorphique avec génèse d’une foliation S0/S1 et,(2) le socle paléozoïque a été réduit à de fines lentilles tectoniquesdéformées ductilement et restées adhérentes au manteau. Ainsi, larhéologie de la croûte supérieure durant l’amincissement est contrôléeen grande partie par la présence d’une couverture sédimentairepré- et syn-rift épaisse décollée jouant le rôle d’un couverclethermique efficace. Ces nouvelles données mettent en avant le caractèrede marge passive distale chaude de la ZNP. Cela constitueun élément important pour la compréhension des mécanismes del’amincissement crustal en contexte d’exhumation du manteau etses conséquences comme héritage structural lors de l’inversion tectoniquedes bassins.
RST 2016, livre des résumés
Caen, France

insu-01387892
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01387892

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
The Imiter silver mine is a world-class deposit located in the Easternpart of the Anti-Atlas (Morocco). The deposit is hosted by Cryogenianblack shales and Ediacaran volcanics, and unconformablyoverlain byPaleozoic sedimentary rocks. The paragenetic sequence for the ganguemineral is composedby amacroscopically white quartz (Qz1) associatedwith the deposition of galena and scarce silver mineralsas matrixof hydraulic breccias, followed by a grey quartz (Qz2) associated withthe main silver deposition event and a first generation of scarcedolomite(Dol1). A third episode is characterized by massive pink dolomite precipitation(Dol2) with minor quartz (Qz3) and base metals. Finally, asurficial event affects the mineralisation and is responsible for a secondaryore enrichment.Microthermometry study coupled with Raman analyses reveals thatfluid inclusions are CaCl2-dominated. The general trend is a decreaseof temperature from Qz1 (250°C) to Dol1 (80°C) then Dol 2 (probablybelow 70°C) depositions. Fluid salinity increases from Qz1 (6.3 to 19.0wt % NaCleq) to Dol1 (27.2 % wt NaCleq), and decreases with the precipitationof Dol2 associated with quartz 3 (15 %wt NaCleq). The 18Oisotopic composition of fluids in equilibrium with quartz and dolomitesuggestsamagmatic,metamorphic and/or basinal origin for the fluid atthe origin of Qz1, and that meteoric / surficial basinal brinesmay be atthe origin of Dol2.The proposed model to explain the ore forming processes in Imiter is amixing of Ca-brines, probably providing chloride complexes, with a hotNaCl fluid of lower salinity, leading to the precipitation of silver.Theresults favour the important role of calcic brines, whose origin remainsmatter to debate in such a giant depositand for whom age of emplacementis strongly discussed.
24 ème Réunion des sciences de la Terre 2014
Pau, France

insu-01080858
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01080858

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
Un ensemble de données sur l’environnement géologique despéridotites de la Zone Nord-Pyrénéenne a été obtenu dans lecadre des programmes ANR Pyramid et RGF-BRGM consacrésà l’évolution géodynamique des Pyrénées. Ces données représententdes contraintes indispensables pour l’étude des processus del’exhumation du manteau, de l’amincissement de la croûte continentaleet de sa disparition complète lors de l’ouverture desbassins transtensifs albo-cénomaniens. On y trouve : (1) de nouveauxlevés géologiques de détail autour des lherzolites de Lherz-Freychinède-Vicdessos-Bestiac-Prades et d’Urdach-Les Pernes et(2) des analyses multi-méthodes des métasédiments de la couvertureprérift et du socle paléozoïque adhérent au manteau :composition des assemblages du métamorphisme HT, températuresmaximales par spectrométrie RAMAN sur la m.o., fabriquede la calcite par EBSD, inclusions fluides et isotopes stables dansles marbres et veines associées, datations U-Th-Pb in situ. Cesdonnées permettent d’estimer les conditions thermiques lors de laremontée du manteau et de sa mise à l’affleurement. Nous montronsune variabilité remarquable de l’Ouest vers l’Est.A l’Ouest, le manteau est exhumé à l’Albien sup. - Cénomanieninf. en perçant une couverture mésozoïque prérift qui n’a pas étéchauffée à plus de 250C. La croûte continentale supérieure y estréduite en lames ductiles extrêmement amincies puis cataclaséeset remaniées sur le fond ultrabasique avec des fragments de manteauet de la couverture prérift, durant le dépôt du flysch noir. Latempérature augmente au cours du Cénomanien (480C) dans leszones où le manteau n’a pas été mis à l’affleurement. Le Triassupérieur se transforme profondément (talc-chlorites) et perd sacomposante évaporitique. La couverture prérift décollée joue unrôle majeur comme couvercle isotherme, suivi en cela par les flyschsalbiens puis cénomaniens.A l’Est, le manteau perce à travers une couverture chauffée localementà plus de 600C. Le Keuper y est réduit à quelquesdécimètres de grès et brèches riches en saphirine. La croûtesupérieure a été presque totalement éliminée tectoniquement, maisdes granulites sont remaniées à côté des péridotites et des marbresdans les brèches recouvrant le manteau exhumé.Ces données de terrain représentent les contraintes de base pourconstruire les modèles d’amincissement crustal. La variabilitémise en évidence (gradient thermique et présence ou absence decroûte profonde remaniée) ne permet pas de proposer un modèled’amincissement simple et unique. Cependant, toutes ces donnéesindiquent que la croûte moyenne à supérieure se comporteductilement sous les écrans thermiques de la couverture prériftet synrift, mobiles sur le Keuper. Un modèle de marge passivedistale faisant appel à des blocs continentaux rigides de type ”extensional allochthons ” ne peut s’appliquer ici. Sur la base deces données géologiques, nous mettons donc en avant un nouveaumodèle de type marge distale chaude plus ou moins transtensive.
RST 2016, livre des résumés
Caen, France

insu-01388463
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01388463

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
De nombreux pieds de marges continentales passives sont caractériséspar la présence de manteau exhumé (Galice, Angola, Scandinavie, MerRouge, Mer Tyrrhénienne, Australie, ...). Dans le cas des marges pyrénéennes,le manteau est exhumé en contexte extensif suite à l’amincissementcrustal extrême et mis en contact avec les sédiments sus-jacentsde la couverture pré-rift. Les chaînons Béarnais (Pyrénées Occidentales)sont les restes de cette couverture sédimentaire Mésozoïque associée àdes pointements de socle Paléozoïque et de manteau. Le massif du Saraillé(anticlinal de Sarrance) où sont rassemblées toutes ces lithologiesest un endroit idéal pour l’étude de la genèse des marges à manteau exhumé.Ce massif a fait l’objet d’une étude détaillée : cartographie, structure,évolution métamorphique, géochimie isotopique. La cartographiea révélé que la structure est une tête anticlinale couchée affectant l’ensemblede la couverture Mésozoïque pré-rift et dont le coeur est constituéde lentilles de socle et de manteau. Nous nous sommes particulièrementintéressés au contact entre la couverture Mésozoïque, dont labase est métamorphique et le socle. Un intense métasomatisme précoce,syn-extension est révélé par la présence de lentilles pluri-métriques detalc et chloritites, ainsi que par le développement de filonets d’albitites.Les analyses d’isotopes stables (18O, 13C) réalisées dans la couverturesédimentaire montrent l’importance des circulations de fluides métamorphiquesdurant l’exhumation du manteau et font du massif du Sarailléune référence pour les systèmes d’interactions fluide/roche au pieddes marges continentales distales. Nos analyses couplées aux observationsde terrain permettent de compléter les modèles d’amincissementcrustal extrême et de remontée du manteau. Nous montrons donc quela déformation ductile de la croûte continentale le long d’un grand détachement,s’accompagne de boudinage et se résout par l’individualisationde minces écailles de socle réparties sur le manteau exhumé.
24 ème Réunion des sciences de la Terre 2014
Pau, France

insu-01080825
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01080825

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
The geology of the North Pyrenean Zone in the central Pyrenees allows for the observation in the field of theentire section of the Pyrenean rift, from the mantle to the crust and the Mesozoic cover (pre, syn and post rift).The good knowledge we have of the pre-Alpine history of the Pyrenees allows us to properly constrain the Alpinegeological evolution of the pre-Triassic rocks which record both Variscan and Alpine orogenic cycles.The mantle outcrop as kilometric to centimetric fragments of peridotite dispersed within a carbonate metamorphicbreccia. The study of peridotite serpentinisation shows several events of low-temperature serpentinisation, incontact with seawater. In some locallities, we can observe a mixture of fragments of variously serpentinizedperidotites. This suggests a tectonic context where fragments of peridotites from different structural levels weresampled more or less synchronously.The granulitic basement is characterized by a Variscan syndeformational HT event (300-280 Ma). So farwe have not found any trace of a Cretaceous HT event (> 500C). On the other hand, the basement is affectedby a regional metasomatism that began during the Jurassic and became more spatially focused with time until itwas restricted to the Pyrenean rift during the Aptien, Albian and Cenomanian. The talc-chlorite metasomatism(120-95 Ma) shows an evolution from a static toward a syn-deformation hydrothermal event, under a more or lessnormal geothermal gradient. Extensional deformation is recorded by the reworking of several inherited low-angleVariscan tectonic contacts, but also by dispersed high-angle extensional shear zones formed under greenshistconditions.The metamorphic Mesozoic cover of the basement massifs, which constitute the so-called Internal MetamorphicZone, is an allochtonous unit made of lenses of Mesozoic rocks enclosed into the breccia, whichlocally contains peridotite and basement clasts. The Mesozoic metamorphic carbonates show a first phase ofsyn-metamorphic (450-600C, P < 2 kb) ductile deformation, and subsequent phases of folding and fracturing.The datation of neoformed minerals give a 108-85 Ma time span for the metamorphism. We interpret this brecciaas an abandonment breccia which marks the emergence of the main detachment. The basal contact of the Mesozoiccover has a complex 3D geometry traced by Triassic evaporites. It corresponds to a major pre- and synorogenicpolyphased tectonic contact.All these data show a geometrically complex hyper-extended rift where the crust was not stretched under ahigh geothermal gradient but thinned by the tectonic extraction of relatively thin lenses and perhaps cut by highangle low-grade shear zones. The 3D geometry, as well as the strain records and the breccia lithologies stronglysuggest a non-cylindricity for the exhumation process, probably within a transtentional system
Geophysical Research Abstracts
Vienne, Austria

insu-01510371
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01510371

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
Sub-continental lithospheric mantle rocks are exhumed at the foot of magma-poor distal passive margins as aresponse to extreme stretching of the continental crust during plate separation. Remnants of the Northern Iberianpaleo-passive margin are now exposed in the North-Pyrenean Zone (NPZ) and represent field analogues to studythe processes of continental crust thinning and subcontinental mantle exhumation. The NPZ results from theinversion of basins opened between the Iberia and Europa plates during Albo-Cenomanian times. In the westernNPZ, the ‘Chaînons Béarnais’ ranges display a fold-and-thrust structure involving the Mesozoic sedimentarycover, decoupled from its continental basement and associated with peridotite bodies in tectonic contact withPalaeozoic basement lenses of small size. Continental extension developed under hot thermal conditions, asdemonstrated by the syn-metamorphic Cretaceous ductile deformation affecting both the crustal basement and theallochthonous Mesozoic cover.In this study, we present structural and geochemical data providing constraints to reconstruct the evolution ofthe northern Iberia paleo-margin. Field work confirms that the pre-rift Mesozoic cover is intimately associatedto mantle rocks and to thin tectonic lenses of crustal basement. It also shows that the pre-rift cover was detachedfrom its bedrock at the Keuper evaporites level and was welded to mantle rocks during their exhumation atthe foot of the hyper-extended margin. The crust/mantle detachment fault is a major shear zone characterizedby anastomosed shear bands defining a plurimetric phacoidal fabric at the top of the serpentinized mantle. Thedetachment is marked by a layer of metasomatic rocks, locally 20 meters thick, made of talc-chlorite-pyrite-richrocks that developped under greenschist facies conditions. Raman Spectroscopy on Carbonaceous Materials(RSCM), performed on the Mesozoic cover reveal that the entire sedimentary pile underwent temperatures rangingbetween 200C and 480C.We show that: (i) at the site of mantle rocks exhumation, the boudinaged pre-rift sediments have undergone drasticsyn-metamorphic thinning with the genesis of a S0/S1 foliation and, (ii) the Paleozoic basement has been ductilelydeformed, into thin tectonic lenses that remained welded to the exhumed mantle rocks. Therefore the overallcrustal rheology appears dominated by shallow levels having a ductile behavior. This rheology is related to thepresence of a thick pre- and syn-rift decoupled cover acting as an efficient thermal blanket. This new geologicaldata set highlights important characteristics of ductile-type hyper-extended passive margin that cannot be obtainedfrom the study of seismic lines. Finally, we stress that studying field analogues represents a major tool to betterunderstand the mechanisms of extreme crustal thinning associated with mantle exhumation and their structuralinheritance during tectonic inversion.
Geophysical Research Abstracts
Vienne, Austria

insu-01510103
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-01510103

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : International audience
Brecciated and fractured peridotites with a carbonate matrix, referred to as ophicalcites, are common features of mantle rocks exhumed in passive margins and mid-oceanic ridges. Ophicalcites have been found in close association with massive peridotites, which form the numerous ultramafic bodies scattered along the North Pyrenean Zone (NPZ), on the northern flank of the Pyrenean belt. We present the first field, textural and stable isotopic characterization of these rocks. Our observations show that Pyrenean ophicalcites belong to three main types: (1) a wide variety of breccias composed of sorted or unsorted millimeter- to meter-sized clasts of fresh or oxidized ultramafic material, in a fine-grained calcitic matrix; (2) calcitic veins penetrating into fractured serpentine and fresh peridotite; and (3) pervasive substitution of serpentine minerals by calcite. Stable isotopic analyses (O, C) have been conducted on the carbonate matrix, veins and clasts of samples from 12 Pyrenean ultramafic bodies. We show that the Pyrenean ophicalcites are the product of three distinct genetic processes: (1) pervasive ophicalcite resulting from relatively deep and hot hydrothermal activity; (2) ophicalcites in veins resulting from tectonic fracturing and cooler hydrothermal activity; and (3) polymictic breccias resulting from sedimentary processes occurring after the exposure of subcontinental mantle as portions of the floor of basins which opened during the mid-Cretaceous. We highlight a major difference between the eastern and western Pyrenean ophicalcites belonging, respectively, to the sedimentary and to the hydrothermal types. Our data set points to a possible origin of the sedimentary ophicalcites in continental endorheic basins, but a post-depositional evolution by circulation of metamorphic fluids or an origin from relatively warm marine waters cannot be ruled out. Finally, we discuss the significance of such discrepancy in the characteristics of the NPZ ophicalcites in the frame of the variable exhumation history of the peridotites all along the Pyrenean realm.
ISSN: 1437-3254

insu-00944405
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00944405
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00944405/document
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00944405/file/clerc-etal-IJES-Review.pdf
DOI : 10.1007/s00531-013-0927-z