Revelli, Nicolas
(2020).
« Évolution tectonométamorphique d'un segment de croûte archéenne : le Complexe d'Attic, Lebel-sur-Quévillon » Thèse.
Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de la Terre et de l'atmosphère.
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Résumé
Les cratons archéens sont principalement composés d'une alternance de lithologies intrusives de type TTG (Tonalite-Trondjhemite-Granodiorite) et de ceintures volcaniques de roches vertes. Dans la Province archéenne du Supérieur au Canada, les spécificités de ces unités géologiques sont généralement bien comprises et documentées mais le contexte tectonique dans lesquels s'inscrit leur évolution reste
largement débattu. Par exemple, de nombreux domaines plutoniques ceinturés par des roches volcaniques mafiques de la sous-province d'Abitibi, dans le sud-est de la Province du Supérieur, sont interprétés comme des ceintures orogéniques en plis et chevauchements structurées en réponse au fonctionnement de zones de subduction bordant ces terrains archéens durant 1'orogénèse kénoréenne. Cependant les données de terrain et de laboratoire acquises dans le Complexe d' Attic sont incohérentes avec cette interprétation. Cette étude suggère que certains des domaines de TTG, tels que le Complexe d' Attic dans la région de Lebel-sur-Quévillon, ont été mis en place et structuré au cours de phénomènes impliquant diapirisme et sagduction suivi d'un épisode de compression régionale. Le Complexe d' Attic constitue un domaine d'environ 600 km2 de TTG occupant des dômes antiformes de forme elliptiques séparés par des séquences de roches volcaniques mafiques à felsiques. Ce secteur a été étudié en détail au cours du programme de cartographie régionale implémenté par le Ministère de l'Énergie et des Ressources Naturelles (MERN). Dans cette portion de croûte archéenne, les batholithes de Holmes et de Josselin occupent les principaux dômes antiformes. Les trajectoires de la foliation régionale moulent les contours des intrusifs et la linéation minérale présente une distribution spatiale radiale, suggérant un mode de mise en place empruntant aux phénomènes diapiriques. La présence d'abondantes unités migmatitiques dans la partie centrale du batholithe de Josselin est en accord avec l'hypothèse selon laquelle le Complexe d' Attic pourrait représenter les niveaux profonds de la croûte abitibienne. L'étude métamorphique d'échantillons grenatifères provenant aussi bien des dômes de TTG que des ceintures de roches vertes révèle 1 'histoire contrastée de ces deux séquences de roches. Les grenats provenant des roches volcaniques mafiques présentent systématiquement une zonation compositionnelle caractérisée par des profils convexes du Mn, associés à la zonation de croissance du minéral lors de la partie prograde du trajet P-T suivi par la roche. Inversement, les grenats provenant des TTG présentent des profils plats des différents éléments majeurs avec une augmentation prononcée du Mn près des bordures de grain. Cette zonation est caractéristique d'une rééquilibration par diffusion lors d'un refroidissement prolongé sur la partie rétrograde du chemin P-T. Ces observations sont cohérentes avec une interprétation de la formation du Complexe d' Attic en termes de diapirisme et de sagduction, caractérisée par l'enfouissement des roches volcaniques plus froides et l'exhumation des dômes de TTG plus chauds. La datation U-Pb par ID-TIMS de zircons provenant de deux affleurements de migmatites appartenant respectivement aux TTG (batholithe de Josselin) et aux roches volcaniques met en évidence un décalage temporel entre le début de la fusion partielle dans les dômes de TTG (2716.1 ± 2.9 Ma) et dans les roches volcaniques (2695.0 ± 1 Ma) en accord avec une remontée diapirique de dômes de TTG chauds et un enfouissement relatif de matériel volcanique froid. Les datations U-Pb LA-ICP-MS sur zircons et titanites, ainsi que les datations 40 Ar/39 Ar effectuées sur de nombreux échantillons du Complexe d' Attic révèlent que la durée des évènements géologiques à l'origine de la formation et de la structuration du Complexe d'Attic s'étalent sur une durée de 200 m.a. Les unités volcaniques les plus anciennes ont été datées à 2791.8 ± 7.9 Ma. La majorité des lithologies volcaniques et intrusives se met en place dans un intervalle compris entre ca. 2730 Ma et ca. 2720 Ma. La fin de la déformation régionale a été estimée à ca. 2685 Ma sur la base de datations U-Pb LAICP-MS sur zircons provenant de granites non déformés. Deux principaux évènements métamorphiques ont été enregistrés par les roches du Complexe d' Attic, le premier entre 2717 Ma et 2695 Ma (âges U-Pb sur zircons métamorphiques) et le second entre 2690 Ma et 2630 Ma (âges U-Pb sur titanites et 40Ar/39 Ar sur hornblende). Les âges les plus jeunes obtenus par U-Pb sur titanites et 40 Ar/39 Ar sur hornblende placent la fin des évènements géologiques de haute température (>550°C) vers ca. 2560 Ma.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Archéen, TTG, U-Pb, 40Ar/39 Ar, zircon, titanite, grenat, REE, diapirisme, sagduction, migmatite, Abitibi, Province du Supérieur
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