Soutenance de thèse de Martin Simon

Étude critique des contraintes d'âges sur le métamorphisme dans les zones de convergence : de l'enfouissement à l'exhumation

Résumé

Dans les anciens orogènes, déterminer avec précision l’évolution pression–température–temps (P–T–t) des roches métamorphiques est important pour estimer la vitesse des processus ayant mené à la formation de la chaîne de montagnes. Cependant, l’interprétation des âges obtenus pour ces roches, spécifiquement les âges sur zircon, font débat. En effet, le comportement de ce minéral, pourtant le plus fréquemment daté, est assez peu compris, et relier sa cristallisation à une portion du chemin P–T est une tâche délicate. L’étude de deux séries d’échantillons collectés dans la Région des Gneiss de l’Ouest (Norvège) permet d’apporter de nouveaux éléments quant aux contraintes d’âges sur le métamorphisme de haute pression.
 
Le zircon montre des résultats sensiblement différents entre les affleurements : pour l’un, un seul âge concordant a été obtenu, tandis que pour le second affleurement, les analyses sur zircon révèlent de nombreuses dates, couvrant environ 40 Ma. Les éléments de diagnostics classiques (partage des REE entre grenat et zircon, thermométrie sur éléments traces) ne permettent pas de relier ces âges à des portions bien définies du chemin P–T estimé pour les roches étudiées. Les âges sur zircon ne font sens et ne peuvent être intégrés à l’évolution P–T–t que grâce à la comparaison avec les âges sur grenat et rutile, suggérant que le zircon semble plus prompt à (re)cristalliser après le pic métamorphique, datant la décompression post-UHP et le refroidissement. Cette étude présente aussi une nouvelle évidence naturelle du découplage entre le lutécium et l’hafnium dans le grenat, vieillissant artificiellement la date Lu–Hf de plusieurs dizaines de millions d’années et causée par la rééquilibration du grenat lors d’un réchauffement associé à la décompression post-métamorphisme de faciès éclogite.
 
Enfin, d’un point de vue de la géologie régionale, les différences pétrologiques (la zonation absente ou présente dans le grenat, la forme du chemin P–T) et géochronologiques observées entre les échantillons de deux affleurements pourraient suggérer une structure de la zone d’étude plus complexe que celle admise actuellement. L’étude pétrologique d’une des deux éclogites fraîches suggère une compression isotherme de 15 à 29 kbar, à 600 °C. Cette évolution prograde inhabituelle nécessite de questionner l’interprétation habituellement faite de la pression comme indicateur de profondeur et donc des mécanismes responsables du métamorphisme d’ultra-haute pression dans les zones de convergence.
 
 
La présentation sera faite en anglais et sera diffusée sur Zoom pour les personnes à distance, accessible avec le lien suivant :
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