Kinematics and thermicity of Pyrenean orogenic prism : New geo-thermochronological data from Axial Zone
Cinématique et thermicité du prisme orogénique des Pyrénées : nouvelles données géo-thermochronologiques de la Zone Axiale
Résumé
The Pyrenean range is an antiformal stack with in-sequence thrust propagation. However, during Paleo-Mesozoic times the basement underwent: Variscan deformation, fluid flow, metamorphism. Newly-formed phylosilicates induce a brittle-ductile regime in upper crust and allows significant distributed shortening through the Axial Zone during Alpine orogeny. Thus, Variscan and Mesozoic inheritance implies a weaker upper crust and distributed deformation. The K/Ar in situ protocol aims at constrain the age of distributed deformation and also benefits from a textural control. Results from the Bielsa massif suggest a Variscan sericitization and the formation of reverse shear zones during early stages of Alpine collision. Published and newly-acquired thermochronological data (AFT, ZFT, ZHe) constrain the sequential restoration of Pyrenean prism during Meso-Cenozoic compression. They also provides estimates of a strong inherited thermal gradient (up to ~ 50 ± 20 °C/km) and a syn-rift denudation in northern AZ. A relatively low orogenic cooling rate distributed on whole Axial Zone, and coeval with the activation of several shear zones, is recorded at Paleocene times (~ 65 Ma; 5-10 °C/Ma; ~200 m/Ma). From ~35 to 32 Ma, the deformation is localized on Rialp thrust and exhumation rate increase on the Maladeta massif (~ 800 m/Myrs and ca. 30 °C/Myrs). The Axial Zone underwent a distributed shortening (~20 km) during ca. 30 Myrs (from ~ 70 to 40 Ma). This phase is probably facilitated by both inherited geothermal gradient and significant petrological and structural inheritance. This shortening mode is notably active during the so-called Paleocene “Quiescence” phase in the Axial Zone.
La chaîne Pyrénéenne est un prisme collisionnel dans lequel l’accommodation du raccourcissement est organisé en une séquence de chevauchements. Cependant, le socle montre une déformation Varisque, une circulation de fluides hydrothermaux et un métamorphisme Paléo-Mésozoïque. Ainsi, les phyllosilicates produits favorisent un régime cassant-ductile. L’héritage Varisque et Mésozoïque (structural et thermique) implique donc une croûte supérieure faible et une déformation distribuée. Le protocole de datation au K/Ar in situ vise à mieux contraindre ces phases de déformations délocalisées. Les résultats du massif de Bielsa montrent une séricitisation Permienne et la formation d’un réseau de zones de cisaillement inverses durant la compression Alpine. Les données thermochronologiques publiées et acquises (ZFT, AFT, ZHe) permettent la restauration séquentielle du prisme durant la compression Meso-Cenozoïque. Elles permettent d’estimer un gradient géothermique hérité du rifting Crétacé (jusqu’à ~ 50 ± 20 °C/km), ainsi qu’une dénudation syn-rift au nord de la ZA. Un lent refroidissement orogénique commun à toute la ZA, et contemporain à l’activation des zones de cisaillement, est enregistré au Paléocene (~ 65 Ma ; ~ 5-10 °C/Ma et ~ 200 m/Ma). De ~35 à 32Ma, la déformation se localise sur le chevauchement de Rialp et l’exhumation du le Massif de Maladeta accélère (~ 800 m/Ma et 30°C/Ma). La Zone Axiale a subi un raccourcissement distribué de 20 km pendant une période de 30 Ma (70 à 40 Ma) facilité par : l’action combinée d’un gradient géothermique hérité et un héritage pétrologique et structural important. Cette déformation est aussi active durant la période de dite « Quiescence ».
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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