Topic description
1. Contexte scientifique : Les associations felsiques–(ultra)mafiques regroupées sous le terme de « complexes leptyno-amphiboliques » (CLA) occupent une position structurale clé au sein de la chaîne varisque. Historiquement définis sur des critères lithologiques (association étroite de roches basiques et acides), interprétés comme des marqueurs possibles de la suture médio-varisque et intégrés dans le modèle structural classique défini par l’empilement de nappes tectoniques : Unité Supérieure des Gneiss (USG), Unité Inférieure des Gneiss (UIG) et domaine para-autochtone. La validité du modèle structural classique en nappes (UGU/LGU/para-autochtone) est aujourd’hui discutée, certaines études (e.g. Vanardois et al., ) mettent en avant une dynamique orogénique dominée par le fluage crustal et la transpression plutôt que par de grands chevauchements crustaux précoces et la mise en place de nappes. Des travaux récents (e.g. Couzinié et al., ) montrent que certaines associations mafiques–felsiques attribuées aux CLA pourraient ne pas correspondre à des reliques d’océanisation cambrienne–ordovicienne, mais à des épisodes magmatiques plus anciens, voire cadomiens. Cette remise en question a des conséquences majeures : si ces associations ne matérialisent pas une suture océnaique, alors l’interprétation actuelle de la structure profonde et du découpage tectonique de la croûte varisque pourrait être partiellement erronée.
2. Problématique : Nous identifions plusieurs verrous scientifiques principaux :
1. Les assemblages amphibolitiques reflètent-ils uniquement le métamorphisme de lave basiques ? Les modèles dominants attribuent les paragenèses à amphibole au métamorphisme de roches basiques. Toutefois, l’impact de la fusion partielle carbonifère de protolithe felsiques n’a jamais été testé de manière systématique. Nos travaux en cours et résultats préliminaires obtenu dans le secteur de Tournon-sur-Rhône suggèrent que l’anatexie en présence d’eau pourrait être à l’origine de paragenèses amphibolitiques et d’un rubanement type CLA lié à la déformation syn-migmatitique et la ségrégatation des liquidse silicatés.
2. Quelle est la nature pétrogénétique réelle des leptynites : orthogneiss ordoviciens, produits de différenciation magmatique, restites d’anatexie ou unités tectoniquement juxtaposées sans unité génétique ? Leptynites constituent l’un des éléments définitoires des CLA, mais leur nature reste ambiguë. Des âges précambriens ont été obtenus dans certains massifs, tandis que d’autres occurrences montrent des signatures compatibles avec un magmatisme ordovicien extensif. Leur géométrie est fréquemment contrôlée par la déformation, rendant incertaine leur relation primaire avec les amphibolites.
3. Les différentes occurrences de CLA correspondent-elles à une entité tectonique unique liée à une suture identifiable, et un processus d’empilement tectonique ou pas ? Les résultats géochronologiques et isotopiques récents démontrent que certaines associations felsiques–mafiques du Lyonnais sont d’âge tardi-édiacarien et liées à un magmatisme d’arc cadomien, excluant leur interprétation comme marqueur du rifting ordovicien ou de la suture médio-varisque.
3. Objectifs : Le projet de thèse vise à :
4. Documenter avec précision les relation géometriques des corps mafiques et leptynitiques en distinguant contacts tectoniques, intrusions et relations primaires et en analysant les relations entre déformation, migmatisation et rééquilibrage métamorphique
5. Contraindre l’âge des protolithes mafiques et felsiques par géochronologie U-Pb sur zircon (et éventuellement rutile/titanite).
6. Déterminer la nature des sources magmatiques (croûte recyclée vs manteau juvénile) via isotopes Hf-Nd.
7. Caractériser les conditions P-T-t de l’évolution métamorphique afin d’évaluer l’implication éventuelle dans un contexte de subduction.
8. Comparer systématiquement plusieurs occurrences de CLA dans différents domaines structuraux du Massif Central.
9. Tester la validité du regroupement tectonique actuel des CLA au sein du modèle USG/UIG/para-autochtone.
4. Approche méthodologique : Le travail combinera : cartographie structurale ciblée et analyse des relations de terrain sur 4 chantiers déjà identifiés au sein du Massif Central, analyse microstructurale, pétrologie quantitative et thermobarométrie, géochimie des éléments majeurs et traces, isotopie Nd-Hf sur roche totale et zircon et datations U-Pb et Rb/Sr in situ (LA-ICP-MS)
Un volet central du projet repose sur une cartographie structurale et lithologique de détail à l’échelle de secteurs de plusieurs dizaines de kilomètres carrés. Les cartes existantes, majoritairement établies dans les années –, l’ont été dans un cadre conceptuel où le modèle en nappes était considéré comme acquis et où les CLA constituaient des niveaux repères structuraux.
5. Résultats attendus : Ce projet ambitionne de clarifier la signification géodynamique des associations mafiques–felsiques varisques. Il permettra de repenser la chronologie des apports juvéniles versus recyclés dans la construction de et la dynamique de la croûte orogénique varisque. Nous souhaitons tester la robustesse du modèle structural en nappes (USG/UIG/para-autochtone) avec des implications très forte sur la vision actuelle de l’architecture crustale (ex. carte au 1/ du Massif Central Français). En outre, cette meilleure caractérisation de la nature et de l’âge des unités crustales du Massif Central contribuera à affiner les modèles lithosphériques et participera indirectement à l’amélioration des connaissances du sous-sol, enjeu scientifique majeur à l’échelle européenne.
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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