Bogatu, Adina
(2025).
« Structure, géochimie et géochronologie des massifs ophiolitiques du terrane d'Atlin (Canada) et de Mirdita (Albanie) : des vestiges de complexes à noyau océanique Mésozoïques et implications tectoniques » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de la Terre et de l'atmosphère.
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Résumé
Dans les années 1970, lors de la conférence Penrose, les ophiolites ont été définies comme des fragments de croûte océanique idéalisée, bien que les séquences complètes soient rares. En réalité, la plupart des ophiolites sont de type non-Penrose, et présentent des séquences de croûte océanique incomplètes. Alors qu'elles étaient traditionnellement associées aux dorsales médio-océaniques (type MOR), de nombreuses ophiolites sont désormais reliées à des contextes de zones de supra-subduction (ZSS), typiquement formées lors de la fermeture de bassins océaniques. L'étude des ophiolites offre des perspectives précieuses sur les processus tectoniques, magmatiques et hydrothermaux impliqués dans la formation, l'exhumation, l'obduction et l'évolution post-obduction de la lithosphère océanique. L'ophiolite de Mirdita, dans les Dinaro-Hellénides albanaises, ainsi que les ophiolites du terrane d’Atlin – comprenant l'ophiolite de Squanga Lake dans le sud du Yukon et celle de Union Mountain dans le nord de la Colombie-Britannique – illustrent ces processus par leurs caractéristiques uniques et communes en tant que « core complex » océaniques (CCOs) formés dans des environnements de zone de supra-subduction (ZSS). L'ophiolite de Mirdita se distingue par des massifs de l’Est, caractérisés par des séquences ophiolitiques de type Penrose, et des massifs de l’Ouest, marqués par une pseudostratigraphie ophiolitique de type non-Penrose. Ces deux domaines sont séparés par le système de détachement de Mirdita (SDM), une vaste structure extensionnelle. Les zones de cisaillement et les failles du SDM séparent la péridotite mantellique des roches volcaniques des massifs de l’Ouest, où elles témoignent des processus d'exhumation typiques de la formation des CCOs. Les preuves incluent : 1) des amphibolites de haute température dérivées de matériel gabbroïque et mantellique ; 2) des dykes de type I syn-cinématiques, indiquant un magmatisme simultané à l'extension ; 3) des structures ductiles à cassantes reflétant l'exhumation ; 4) des températures de cristallisation des amphiboles s’étendant des faciès amphibolitiques supérieurs à inférieurs.
Les données géochronologiques U-Pb sur zircon de l’ophiolite de Mirdita indiquent un magmatisme lié au détachement du SDM à 172,23 ± 0,44 Ma et 170,0 ± 2,1 Ma. De plus, des âges U-Pb de 163,0 ± 3,7 Ma (zircon) et 166,50 ± 0,67 Ma (titanite) provenant des mêmes amphibolites suggèrent une réactivation du SDM, ces âges étant contemporaines à des âges des épisodes magmatiques syn-obduction (165-160 Ma) et les âges des semelles métamorphiques (165-160 Ma). Les données géochimiques différencient davantage les roches volcaniques d’affinités semblables aux MORB des massifs de l’Ouest (i.e., type non-Penrose) des roches de type tholéiites d'arc insulaire (IAT) des massifs de l’Est (i.e., type Penrose). Les dykes de type I injectés lors de la formation du SDM montrent des affinités similaires aux IAT, bien qu'ils soient plus appauvris en éléments terres rares légers (LREE), Th, Ta, Nb et Zr par rapport aux volcaniques des massifs de l’Est. Ces résultats suggèrent que le CCO préservé dans les massifs de l’Ouest, a été possiblement formé lors des dernières étapes de l'extension le long d’une dorsale dans un bassin d'arrière-arc. Les ophiolites de Squanga Lake et de Union Mountain (terrane d’Atlin) présentent toutes deux une pseudostratigraphie non-Penrose, avec des serpentinites largement rependues à l'interface entre le manteau et la croûte supérieure, compatible avec la formation des CCOs. À Squanga Lake, les tectonites mantelliques sont séparées des roches crustales supérieures par la zone de détachement de Squanga Lake (SLDZ), qui conserve des preuves de recristallisation dynamique lors de l'exhumation : 1) des clastes de cumulats primitifs à olivine dans le mélange de la SLDZ, représentant une croûte océanique inférieure excisée ; 2) des structures indiquant une déformation ductile à cassante compatible avec l'exhumation ; 3) des températures de cristallisation des amphiboles variant des faciès amphibolitiques supérieurs à inférieurs. Les âges U-Pb sur zircon provenant de gabbro crustal supérieur, d’un fragment de gabbro dans le mélange de la SLDZ et d’un dyke injecté dans la SLDZ se regroupent autour de 248 Ma (i.e., 248,77 ±0,22, 248,53 ±0,41 et 248,84 ±2,09 Ma), impliquant un magmatisme syn-cinématique. Les signatures géochimiques indiquent une influence omniprésente de subduction, compatible avec la formation des ophiolites de Squanga Lake et de Union Mountain dans un environnement de bassin arrière-arc. Les serpentinites de Squanga Lake et de Union Mountain révèlent une recristallisation multi-phasée et des interactions fluides lors des étapes syn-océaniques, syn-obduction et post-obduction : 1) les serpentines des phases I et Ia indiquent une influence de l’eau de mer pendant la formation d’un CCO, avec des valeurs de δ11B (δ11B = +1.6 ±1‰ à +12.9 ±1.3‰ et -5.7 ±1.1‰ à +1.8 ± 1.1‰, respectivement) et des concentrations élevées en FeOtot (jusqu’à 9 wt.%) ; 2) l’antigorite de phases II (δ11B = 13.5 ±0.8‰ à -6.3 ±1.9‰) et la chrysotile fibreuse de phase III (δ11B = -10.0 ±2.5‰ à -2.7 ±0.7‰), formées lors de l’imbrication jurassique et du plutonisme post-obduction, reflètent une interaction avec des fluides dérivés des sédiments ; 3) l’antigorite en ‘flakes’ de phase IV montrent une rééquilibration post-obduction avec des signatures géochimiques distinctes, notamment les plus faibles concentrations en FeOtot (<2,3 %). Les ophiolites de Mirdita, de Squanga Lake et de Union Mountain démontrent la diversité et l’interconnexion des processus de formation des CCOs et du magmatisme de ZSS. Alors que l'ophiolite de Mirdita met en évidence une distinction claire entre les domaines Penrose et non-Penrose, les ophiolites de Squanga Lake et du terrane d'Atlin soulignent le rôle critique des zones de détachement et des interactions fluides complexes dans les environnements non-Penrose. Les preuves provenant de l’ophiolite de Mirdita suggèrent en outre que les « core complex » océaniques (CCOs) pourraient représenter les stades finaux de l’extension le long des dorsales dans les bassins arrière-arc et constituer un lien manquant entre l’extinction et l’initiation de la subduction, survenant lors d’une réorganisation à grande échelle des mouvements des plaques (e.g., la formation de nouvelles zones de subduction ou des changements dans les angles de subduction).
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : pseudostratigraphie des ophiolites non-Penrose, Cordillère du Nord, Dinarides albanaises, ophiolite de Mirdita, terrane d’Atlin, bassin d’arrière-arc, « core complex » océanique, serpentinites, isotopes du bore, géochronologie U-Pb, spectroscopie Raman, pétrologie, tectonique, lithogéochimie
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