Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : A section of ancient fast-spreading ocean crust was sampled at Wadi Gideah, located in the Wadi Tayin Massif of the Oman ophiolite. This sample suite was used for generating a coherent data set combining various petro-geochemical and structural investigations, with the aim of building a reference section for advancing our understanding of crustal accretion processes at fast-spreading mid-ocean ridges. Additionally, this study focuses on one outcrop that represents part of the fossil axial melt lens (AML).Major and trace element analyses reveal a trend of chemical evolution up section in the lower crust, with a marked difference between the layered gabbros and the foliated gabbros above. Petrological modeling shows that the chemical evolution up section can be produced by hydrous fractionation crystallization, with melt H2O contents of ~0.8 wt% and 0.8 to 1.2 wt% for the lower and upper crust, respectively. Together with the observed very steep bulk Zr/Hf vs. Zr gradient, high F and Cl content of magmatic amphibole, general Nb-Ta depletion of melts compared with NMORB, and high Sr87/Sr86 ratio compared with modern fast-spread crust, this suggests that Wadi Gideah layered gabbros were accreted by crystallization of ascending melts in sills, in a context of subduction initiation. The distinct changes in chemical trends and average grain size at the layered to foliated gabbro transition are tentatively explained by enhanced hydrothermal cooling deeper than the AML. The gabbro/dike transition displays complex structural and lithological relationships that, together with fractional crystallization modeling, point to episodic vertical movements of the AML. Plagioclase crystallographic preferred orientations (CPO) measured over the whole gabbro section are always consistent with magmatic flow. The CPO strength generally increases downward, with more scattering in the layered gabbro section. From the top to the bottom of the layered gabbros, CPO become progressively more prolate, possibly reflecting increasing shear induced by active mantle flow underneath.Wadi Gideah lower crust recorded a formation history consistent with a hybrid accretion model, combing several processes such as downward magmatic flow and/or upward melt migration in the upper foliated gabbros, sill intrusions in the layered gabbros, and deep hydrothermal circulation. The latter was presumably focused in channels, preserved today as several, up to 100 m wide zones of extensively altered former layered gabbro, cross-cutting the magmatic layering. These metagabbros display significantly higher Sr87/Sr86 ratio, late stage magmatic phases, and evidence for high temperature partial melting.
Une coupe d'ancienne croute océanique rapide a été échantillonnée dans le Wadi Gideah, situé dans le Massif de Wadi Tayin de l'Ophiolite d'Oman. Cette série d'échantillons a permis de générer un jeu de données cohérent, combinant des études pétro-géochimiques et structurales, dans le but de construire une coupe de référence pour mieux contraindre notre compréhension des processus d'accrétion crustale aux dorsales océaniques rapides. Ce travail intègre aussi l'étude détaillée d'un affleurement représentant en partie la lentille magmatique axiale (LMA) fossile.Les analyses d'éléments majeurs et traces révèlent une évolution chimique dans la croûte inférieure, avec une nette différence entre les gabbros lités et les gabbros foliés sus-jacents. La modélisation pétrologique montre que l'évolution chimique vers le haut peut être produite par cristallisation fractionnée hydratée, avec des teneurs en H2O des magmas de ~0.8 wt% dans la croute inférieure et 0.8 to 1.2 wt% dans la croute supérieure. Combiné aux forts gradients de Zr/Hf vs. Zr, aux teneurs élevées de F et Cl dans les amphiboles magmatiques, à l'appauvrissement général en Nb-Ta des magmas comparé aux NMORB, et aux rapports Sr87/Sr86 élevés comparés à la croûte rapide moderne, ceci suggère que les gabbros lités du Wadi Gideah ont été formés par la cristallisation des magmas ascendants dans des sills, dans un contexte d'initiation de subduction. Les changements de signature géochimique et de taille de grain à la transition entre gabbros lités et gabbros foliés témoignent possiblement d'un fort refroidissement hydrothermal plus profond que la LMA. La transition complexe filonien/gabbro montre des relations structurale et lithologiques complexes, qui, combinées o la modélisation de la cristallisation fractionnée, traduisent les mouvements verticaux épisodiques de la LMA. Les orientations préférentielles cristallographiques (OPC) des plagioclases mesurées sur l'ensemble de la coupe dans les gabbros témoignent toujours d'une déformation magmatique. L'intensité des OPC a tendance à augmenter vers le bas, avec une plus forte variabilité dans les gabbros lités. Dans les gabbros lités, les OPC sont de plus en plus linéaires vers le bas, résultant possiblement d'un cisaillement plus fort induit par l'écoulement actif du manteau sous-jacent.La croûte inférieure dans le Wadi Gideah a enregistré une histoire compatible avec un modèle d'accrétion hydride, combinant plusieurs processus tels que l'écoulement magmatique vers le bas et/ou la migration de liquides magmatiques vers le haut dans les gabbros foliés supérieurs, l'intrusion de sills dans les gabbros lités, et une circulation hydrothermale profonde. Cette dernière était probablement concentrée dans des chenaux, préservés aujourd'hui sous la forme de plusieurs zones, dont l'épaisseur atteint 100 m, de gabbros lités fortement altérés, recoupant le litage magmatique. Ces métagabbros ont des rapports Sr87/Sr86 élevés, comportent des phases magmatiques tardives et montrent des évidences de fusion partielle.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This thesis is devoted to the study of the geodynamic evolution of the panafrican belt in NW Angola, lying on the western margin of the Congo craton. This orogenic belt, resulting from the late neoproterozoic - early paleozoic convergence of the São Francisco and Congo cratons, can be subdivided into two main domains: 1) an eastern foreland made of folded neoproterozoic sediments and 2) a western hinterland made of magmatic and metamorphic rocks. Our structural, petrological, geochemical and geochronological studies lead to the recognition of two main units within this hinterland : 1) an upper eastern unit made of gneiss and micaschists (PTmax : 8-12 kbar, 650-680°C) that preserves D1 deformation structures related to the ENE transport of nappes and 2) a western lower unit made of gneiss and migmatites (P-Tmax : 7-9 kbar, 700-750°C) that were affected by a polyphased deformation. Our geochronological study shows that this belt contains ~2Ga old granites that were involved in a polyphased panafrican evolution between 540 Ma for syn-D1 peak metamorphic conditions and 480 Ma for the last stages of recrystallization and exhumation of high grade rocks. The synthesis of all data leads to a precise reconstruction of P-T-D-t paths in both tectonometamorphic units and to comparison of this panafrican belt with similar belts distributed on both sides of the Atlantic ocean. This work attests of the complexity of the geodynamic processes resulting in the Gondwana assembly and implying both large cratonic landmasses and intercalated microplates.
Cette thèse est consacrée à l'étude de l'évolution géodynamique de la chaîne panafricaine au NW de l'Angola, sur la marge occidentale du craton du Congo. Ce segment orogénique, conséquence de la convergence des cratons du São Francisco et du Congo à la fin du Néoprotérozoïque et début du Paléozoïque, peut être subdivisé en un domaine externe plissé et peu métamorphique et un domaine interne formé de roches magmatiques et métamorphiques. Les études structurales, pétrologiques, géochimiques et géochronologiques conduisent à distinguer deux unités principales dans le domaine interne : - l'unité supérieure de gneiss et micaschistes (P-Tmax : 8-12 kbar, 650-680°C) dont la déformation D1 est synchrone de la mise en place des nappes vers l'ENE; - l'unité inférieure dans la partie occidentale constituée de gneiss et migmatites (P-Tmax : 7-9 kbar, 700-750°C) affectés par une déformation polyphasée. L'étude géochronologique démontre l'existence de protolithes granitiques datés à ~2 Ga impliqués dans l'orogénèse pan africaine caractérisée par une histoire polyphasée entre 540 Ma pour le pic du métamorphisme syn-D1 et 480 Ma pour les dernières phases de recristallisation et d'exhumation des roches métamorphiques de haut grade. La synthèse des données permet ainsi de reconstruire précisément les deux chemins P-T-D-t de ces deux unités tectono-métamorphiques et de comparer ce segment panafricain à ceux présents de part et d'autre de l'Atlantique Sud. Ce travail témoigne de la complexité des processus géodynamiques de convergence amenant à l'assemblage du Gondwana impliquant à la fois de larges masses cratoniques et des microplaques intercalées entre ces masses.
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Éditeur(s) : HAL CCSD Oxford University Press (OUP)
Résumé : International audience
We report new structural, microstructural, petrological, and major- and trace-element data on ultramafic rocks from the Kondyor zoned ultramafic complex in Far-East Russia. The ultramafic rocks are subdivided into three subconcentric lithologies, from core to rim: (1) a metasomatic domain where generally phlogopite-rich dykes pervasively intrude dunite; (2) a main dunite core; (3) a pyroxenite rim. The ultramafic rocks have nearly vertical contacts with the surrounding Archaean basement (gneisses, quartzites and marbles) and hornfelsed Riphean sediments. The hornfelsed sediments show a relatively steep ( 60), outward dipping layering, which rapidly flattens to horizontal away from the inner contact. Although the Riphean sediments define a dome-like structure, the inward, shallow dipping foliation of the dunites indicates a synformal structure. Detailed petro-structural investigations indicate that the Kondyor dunites were deformed by solid-state flow under asthenospheric mantle conditions. The outward textural change from coarse- to fine-grained equigranular dunite and the outward-increasing abundance of subgrains and recrystallized olivine grains suggest dynamic recrystallization while fluid circulation was channelized within the core metasomatic zone, with a decreasing melt fraction from core to rim, and also suggest that solid-state deformation induced grain-size reduction towards the cooling border of the Kondyor massif. Based on their geochemistry, the dunites are interpreted as mantle rocks strongly affected by reaction with melts similar to the JurassicCretaceous Aldan Shield lamproites. Rim pyroxenites were formed by a melt-consuming peritectic reaction, implying the existence of at least a small, conductive thermal gradient around the dunite body while the latter was still at near-solidus temperature conditions. This suggests that the zoned structure of Kondyor was initiated at mantle depths, most probably within the subcontinental lithosphere. Upon cooling, the lamproitic melts were progressively focused in the central part of the massif and drained into vein conduits where they reacted with the wall-rock dunite. Two-dimensional numerical modelling based on finite-differences with a marker-in-cell technique incorporates temperature-dependent rheologies for both molten and non-molten host rocks. The modelling consolidates the structural, petrological and geochemical interpretations, which show that the dunites represent the synformal, flat-lying apex of an asthenospheric mantle diapir, triggered by fluid pressure channelized in the core, which nearly reached the Earths surface. We conclude that translithospheric mantle diapirism is an important mode of mass transfer in the Earth.
ISSN: 0022-3530

hal-00424508
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DOI : 10.1093/petrology/egn083

Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : A Ar-40/Ar-39 geochronological study was performed on amphibole and biotite from some representative units of distinct tectonic domains of the southeastern Guiana Shield, north of the Amazonian Craton, the Amapa Block and the Carecuru Domain. In the AmapA Block, an Archean continental block involved in the Transamazonian orogenesis (2.26-1.95 Ga), the investigated minerals, from rocks of the Archean high-grade basement assemblage, give only Paleoproterozoic ages, indicating their complete resetting during the Transamazonian orogenic event. Amphibole ages vary from 2087 +/- 3 to 2047 +/- 20 Ma, and biotite ages spread mainly between 2079 +/- 18 and 2033 +/- 13 Ma. In the Carecuru Domain, in which the geodynamic evolution is related to Paleoproterozoic magmatic arc setting during the Transamazonian event, calc-alkaline granitoids yield amphibole age of 2074 +/- 17 Ma, and biotite ages of 1928 +/- 19 Ma and 1833 +/- 13 Ma. These data reinforce the importance of the Transamazonian orogenic cycle in the investigated area, and indicate that the rocks were not significantly affected by post-Transamazonian events. When coupled with available U-Th-Pb monazite and Pb-Pb zircon geochronological records and petro-structural observations, the new Ar-40/Ar-39 data delineate contrasting cooling and exhumation histories for the tectonic domains. In the AmapA Block, the data suggest nearly vertical T-t paths that reflect fast cooling rates, which indicate tectonically controlled exhumation, related to collisional stages of the Transamazonian event, between 2.10 and 2.08 Ga. Conversely, in the Carecuru Domain, low cooling rates suggest that the arc-related granitoids underwent slow and monotonous cooling since their emplacement until reaching the biotite isotopic closure temperature.
ISSN: 0895-9811

hal-00420075
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00420075
DOI : 10.1016/j.jsames.2008.08.010