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
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DOI : 10.1007/s00531-013-0927-z

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Based on fieldwork and modern analytical technics, this work presents an overview of the Mid-Cretaceous hyper-extended rift system exposed in the northern part of the Pyrenean mountain range. Its inversion during the Pyrenean orogeny allows for precious observations of the deep-seated processes occurring at the foot of distal margins. Some peculiar aspects characterizing the pre-Alpine hyper-extended domain are examined throughout the 400km long suture that is fossilized in the North Pyrenean Zone (NPZ). The High Temperature/Low Pressure (HT/LP) thermal imprint of the extensional event is studied thanks to a dataset of more than hundred peak temperature measurement by Raman spectroscopy of the carbonaceous material (RSCM). The pre- and syn-rift metasediments are characterized by an intense ductile deformation. Field and EBSD investigations of the mechanisms of deformation reveal ductile and syn-metamorphic processes. The emplacement conditions of the peridotite into crustal levels and localized exhumation is examined in the key-localities of Urdach, Saraillé-Tos de la Coustette, Moncaup, Lherz, Caussou-Bestiac and Salvezines, The results indicate an early boudinage of the crust during the rifting process, resulting in the direct superposition of pre-rift sediments on top of mantle peridotites. Field, textural and isotopic characterization of the various ophicalcite and breccias found in the vicinity of the peridotite outcrops allow to decipher their exhumation history. New Ar-Ar geochronological results allow to precise the temporal evolution of the NPZ.
Cette thèse présente une analyse structurale et thermique des marges passives crétacées inversées dans la Zone Nord Pyrénéenne (ZNP). L'application du paléothermomètre RSCM (spectrométrie Raman de la matière carbonée) sur plus de cent échantillons répartis à travers la ZNP permet de préciser l'évolution thermique de la déchirure continentale. Un métamorphisme de haute température (450 à >600°C) se développe particulièrement au droit de zones ou la croûte continentale est extrêmement amincie voire éliminée. Les sédiments pré- et syn-rift sont marqués par une intense déformation ductile. L'analyse à l'EBSD des fabriques minérales indique une déformation de Haute-température contemporaine du métamorphisme HT-BP. Les conditions de mise en place crustale des péridotites et leur exhumation localisée sont examinées dans les localités d'Urdach, Saraillé-Tos de la Coustette, Moncaup, Lherz, Caussou-Bestiac et Salvezines. Les résultats indiquent un boudinage de la croûte continentale au cours du processus de rifting. Des décollements de couverture, principalement localisés dans les évaporites triasiques conduisent à la superposition directe des sédiments pré-rift sur le manteau exhumé. La notion nouvelle de soutirage crustal est introduite pour désigner ce processus dans lequel l'écoulement gravitaire ne joue pas un rôle principal. La caractérisation sédimentologique, pétrographique et isotopique (O et C) des différentes formations de brèches et ophicalcites observées à proximité des corps de péridotites permet de reconstituer les étapes de l'exhumation du manteau en pied de marge. Enfin de nouvelles datations permettent de mieux contraindre le calendrier des évènements successifs.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : National audience
Les lherzolites de l’étang de Lherz, de Freychinède et de Berqué sontassociées à des métasédiments détritiques contenant des fragments dominantsde manteau et de marbres issus du démantèlement de la couverturemétamorphique mésozoïque de la Zone Nord-Pyrénéenne(ZNP).Les relations originelles entre le socle ultrabasique et ces brèches etmicrobèches ne sont pas toujours accessibles, mais on peut observeren quelques endroits des caractères de contacts sédimentaires (surfaceirrégulière, anfractuosités emplies de microbrèches, remaniement dela lherzolite serpentinisée). La matrice des brèches est invariablementconstituée de grains issus du démantèlement du manteau serpentiniséou non (Ol, CPX, OPX, spinelles, serpentines). Ce cortège ultrabasiqueest associé à des fragments de marbres souvent foliés portant déjàl’empreinte du métamorphisme HT pyrénéen. On trouve également engrande quantité de petites phyllites dont l’origine est soit détritique, soitmétamorphique, par cuisson de la brèche lors d’un stade tardif métamorphismeHT crétacé. Sur le corps de Lherz, la composition des clastes desbrèches évolue entre un pôle 100% carbonaté et un pôle 100% ultrabasique.Par endroit, les carbonates envahissent la péridotite serpentiniséequi prend alors l’aspect typique des ophicalcites. En plusieurs points,à la périphérie immédiate des corps de Lherz et de Freychinède et dansles fentes au sein des lherzolites de Berqué, affleurent les roches à saphirine(voir Monchoux, 1973) faites de lits de minéraux souvent bien triéset de microbrèches dont la composition, surprenante, associe un cortègeultrabasique à un cortège singulier de débris de métaévaporites etde métaophites (phlogopites, anthophyllites, enstatites, hornblendes,...).La mise à nu du manteau dans la ZNP au Crétacé s’accompagne doncdu démantèlement de toute la couverture métamorphique prérift, depuisle Trias jusqu’au Crétacé. Cette contrainte est intégrée dans le modèled’exhumation proposé pour cette partie de la ZNP. Ce modèle tente derendre compte également de la présence au sein du corps principal desbrèches de Lherz (vallon de Fontête Rouge) de rares fragments d’uncroûte continentale à affinité granulitique
24 ème Réunion des sciences de la Terre 2014
Pau, France

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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The Timétrine massif exposed west of the Pan-African suture zone in northeastern Mali belongs to the passive margin of the West African craton facing to the east intra-oceanic arc assemblages and 730 Ma old pre-collisional calc-alkaline plutons. The Timétrine lithologic succession includes from the base to the top Mesoproterozoic cratonic to passive margin formations overlain by deep-sea Fe-Mg schists. Submarine metabasalts and two ultramafic massifs of serpentinized mantle peridotites are inserted as olistoliths towards the top whereas turbidites of continental origin represent the younger unit. Field and petrological data have revealed a distinct metasedimentary sequence attached to the serpentinized peridotites. It essentially consists of impure carbonates, Fe jaspers and polymictic breccias containing altered blocks of mantle peridotites, most rocks being enriched in detrital chromite. This association is interpreted as reworked chemical and detrital sediments derived from the alteration of mafic-ultramafic rocks. It is argued that mantle exhumation above sea floor took place during the Neoproterozoic rifting and crustal thinning period under possible tropical conditions, as suggested by the large volume of silicified serpentinites. In spite of greenschist facies metamorphic overprint characterized by widespread Fe-rich blue amphiboles that are not diagnostic of high-pressure conditions, it is possible to reconstruct a former ocean-continent transition similar to that evidenced for the Mesozoic period, followed by the deposition of syn-to post rift terrigeneous turbidites roughly coeval with ocean spreading some time before 800 Ma. It is concluded that the serpentinite massifs were tectonically emplaced first in an extensional setting, then incorporated within deep-sea sediments as olistoliths and finally transported westward during late Neoproterozoic collisional tectonics onto the West African craton.
ISSN: 0899-5362

hal-00985586
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DOI : 10.1016/j.jafrearsci.2013.11.004