Chevauchement, métamorphisme et magmatisme en Himalaya du Népal central : étude isotopique H, C, O
Résumé
H-, C-, and a-isotopes studies have been applied to characterize the nature and role of the fluids asssociated with the High Himalaya leucogranitic magmatism, its source rocks and the Main Central Thrust (MCT). 290 isotopic analyses of whole rocks, mineraIs and fluid inclusions coming from the sedimentary formations beneath (Midlands) and above (Tibet an Slab : the source of the Manaslu granite) the MCT and from the Manaslu granite define some of the metamorphic and magmatic processes. The O-isotope variations in the Midlands preclude major infiltration and circulation of fluids. As most of the rocks are very poor in carbon, the C02 -rich fluids observed in inclusions were generated at a deeper level. Dehydration of the schists with 2 to 5 wt% H2 O, liberated 20 to 40% of the initial water content in the region of the MCT where metamorphism was at a maximum, and &D decreased by about 15%0. At deeper levels, near the shear zone, devolatilization was probably more intense. For the granite, &D muscovite varies from -70 to -85%0 and &18 O whole rock from 10.9 to 12.8%0. H- and O-isotope fractionations among mineraIs are consistent with equilibrium at high temperatures. A few samples, especially from the Chhokang dyke swarm, have &D = > -180 %0 and disequilibrium muscovitebiotite fractionations. These rare samples are related to chloritization and late exchange with meteoric waters. Formation 1 gneisses of the Tibetan Slab (source of the granite) have &180 = 12 to 14.3%0, confirming its relationship with the granite. The &D values of Formation 1 are however about 20%0 higher than those of the granite. This difference is related to (1) magmatic degassing associated with a H-isotope fractionation, and (2) the infiltration of D-depleted fluids into the zone of anatexis. Fluids liberated from the underlying Midlands Formation, many of whose initial &D were <-80, are the probable source. The combined chemical and isotopic (O, Sr and Nd) data indicate that the isotopic variations in the Manaslu granite were inherited from those in Formation 1. In addition, these data on Formation 1 can be related to the nature of the sediments and, for O and Nd, to the proportions of detritic and sheet silicate minerais.
L'étude des isotopes stables H, C, 0, à été entreprise dans le but de préciser le rôle et la nature des fluides associés au magmatisme leucogranitique du Haut Himalaya, ses roches sources et le Grand Chevauchement Central Himalayen (MCT), 290 analyses isotopiques de roches totales, de minéraux et d'inclusions fluides provenant des formations chevauchées (Moyen Pays), des formations chevauchantes (source du granite, Dalle du Tibet) et du granite du Manaslu, apportent certaines contraintes sur les processus métamorphiques et magmatiques. Les Formations du Moyen Pays ont des compositions isotopiques variables impliquant l'absence de circulation massive et pénétrante. La nature des roches majoritaires, très pauvres en C, implique que les fluides riches en CO2 présent dans les inclusions fluides sont libérés dans des niveaux plus profonds puis infiltrés dans les niveaux étudiés. La déshydratation des schistes atteint 20 à 40% de l'eau initiale dans les niveaux proches du MCT (maximum du métamorphisme) et s'accompagne d'une diminution des &D des schistes de l'ordre de 15 %0. On peut prévoir des volatilisations plus intenses (2 à 5 % poids suivant les niveaux) dans les zones plus profondes du chevauchement. Pour le granite, les &D musc varient entre -70 et -85 %0 et les & 180 RT de 10.9 à 12.8. Les fractionnements entre minéraux de l'hydrogène comme de l'oxygène sont compatibles avec des températures d'équilibre élevées et, pour l'oxygène, avec des évolutions en système fermé. Quelques échantillons provenant surtout du Bras filonien de Chhokang ont des &D très négatifs (> -180 %0) et des fractionnements biot.-musc. trop importants. Ces rares déséquilibres sont liés à la chloritisation et à des circulations tardives de fluides d'origine météorique, Les gneiss de la Dalle du Tibet (Formation l, source du granite) ont des &18 Oquartz variant de 12 à 14.3 %0 qui confirment la filiation du granite à la Formation I. Par contre les &D sont environ 20 %0 plus élevés que ceux du granite. Deux processus sont proposés pour expliquer cette différence (1) le dégazage magmatique accompagné d'un fractionnement du deutérium, (2) l'infiltration de fluides pauvres en deutérium dans la zone de fusion. Les fluides libérés au niveau du Moyen Pays pourraient concorder avec ce dernier processus car de nombreux niveaux du Moyen Pays ont des &D initiaux < -80 %0. La combinaison des données chimiques et isotopiques O, Sr, Nd du granite et de la Formation 1 confirme que les variations isotopiques et les relations des systèmes isotopiques dans le granite sont héritées de celles de la Formation 1. De plus ces données dans la Formation 1 reflètent le stade sédimentaire des gneiss et pour l'oxygène et le Nd la proportion des minéraux détritiques et des phyllosilicates.