Continental crust recycling in the variscan orogen by zircon inheritance investigation (U-Pb in situ measurements by LA-MC-ICPMS)
Modalités du recyclage de la croûte continentale dans l'orogène varisque par traçage in situ des zircons hérités
(mesures U-Pb/LA-MC-ICPMS).
Résumé
This work is essentially directed to the investigation of zircons populations and protolith ages of variscan formations performing in situ U-Pb dating using a Laser-MC-ICPMS system. Both metagranites, metasedimentary and late-orogenic formations from French Massif Central and South Armorican area had been investigated. This study highlighted the zircons inheritance, with ages Both obtained ages peaks and Mesoproterozoic (1.7-1.1 Ga) age lacking are in good agreement with the Gondwanan affinity of the studied formations. Maximum deposition ages are proposed for metasedimentary sequences of each main units of the French Massif Central. Moreover, these ages are decreasing following the described nappes stacking. Emplacement ages of ca. 300 Ma are exposed for the Sillon Houiller (French Massif Central) and Morbihan golfe granitoids. Older monazite ages obtained from previous studies are interpreted as inheritance. The presence of inherited Ordovician and Neoproterozoic zircons is an argument for the participation of fertile metagranite and metasedimentary source of these ages. Moreover, Sarzeau leucogranite shows a Silurian protolith. Continental crust recycling during variscan orogeny is characterized by a polycyclic evolution. The first step is constituted by the erosion of Neoproterozoic formations from the West African craton. These metasediments are then reworked during Cambro-ordovician and syn-orogenic magmatism.
Ce travail de thèse est essentiellement consacré à l'investigation des populations de zircons et de l'âge des protolithes des formations varisques grâce à une datation U-Pb in situ systématique par le couplage Laser/MC-ICPMS, dans des formations orthodérivées, métasédimentaires et magmatiques tardi-orogéniques du Massif Central français et du domaine Sud armoricain. Cette étude a montré que les populations de zircons sont largement héritées, s'étalant de l'Archéen au Paléozoïque inférieur. L'ensemble des pics d'âges obtenus, ainsi que l'absence d'âge mésoprotérozoïque (1.7-1.1 Ga) accréditent l'affinité gondwanienne de ces formations. Des âges maximum de dépôt sont proposés pour les métasédiments des principales unités définies dans le Massif Central. Ces âges maximum de dépôt sont décroissants suivant l'empilement lithotectonique reconnu. En marge de ce travail, nous avons pu déterminer que les âges de mise en place des granitoïdes du Sillon Houiller (Massif Central) et du golfe du Morbihan se situent aux alentours de 300 Ma. Des âges plus anciens, principalement obtenus sur monazite lors d'études antérieures, ont été réinterprétés comme des âges hérités. L'abondance de zircons hérités d'âge ordovicien et néoprotérozoïque met en évidence la large contribution des métagranites et métasédiments fertiles de ces périodes dans la source des granites tardi-orogéniques varisques. Le granite de Sarzeau expose de plus les traces d'un protolithe silurien. Le recyclage de la croûte continentale est caractérisé par une évolution polycyclique au cours de l'orogénèse varisque, avec tout d'abord l'érosion de formations du craton africain, majoritairement d'âge néoprotérozoïque, puis la superposition des événements magmatiques cambro-ordoviciens et syn-orogéniques varisques.