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Thèse soutenue

Pétrologie et structure du Complexe Granitique Estrela (2. 5 Ga) et de son encaissant métavolcano-sédimentaire (Province Métallifère de Carajas, Brésil)

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Auteur / Autrice : Carlos Eduardo de Mesquita Barros
Direction : Pierre Barbey, Anne-Marie Boullier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique et chimie de la Terre
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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La Province Métallifère de Carajas, située au Sud-est du craton Amazonien, renferme une extensive séquence métavolcano-sédimentaire d'âge archéen (-2. 76 Ga) recoupée par des granites fini-archéens (-2. 57 Ga). Nous avons caractérisé pétrologiquement et structuralement le Complexe Granitique Estrela et son encaissant métavolcano-sédimentaire immédiat. La séquence métavolcano-sédimentaire est constituée essentiellement de métabasites auxquelles sont subordonnées des ultrabasites, formations ferrifères, quartzites, métapélites et roches calco-silicatées. Les métabasites présentent la signature chimique des tholéiites riches en fer. Cette association lithologique est comparable aux ceintures de roches vertes archéennes. L'évolution métamorphique de cette séquence comprend trois phases. La première phase (Mo) correspond à des transformations hydrothermales de faciès schiste-vert ou plus bas, sans destruction des textures magmatiques initiales. La phase Mt se traduit par des transformations minéralogiques de faciès schiste-vert et le développement d'une schistosité -EW localisée. La phase M2 est liée à l'auréole de contact du Complexe Granitique Estrela. Trois domaines de métamorphisme croissant ont été reconnus: auréole externe (450-550°C), auréole interne (550650°C) et zone d'enclaves (650-750°C). Les roches de l'auréole interne montrent une fabrique forte à l'opposé des enclaves présentant une texture granoblastique. L'ubiquité des veines à amphibole est attribuée à la phase M2. Différents critères indiquent que l'auréole de contact s'est formée sous des conditions de basse pression « 4. 5 kbar) et de basse fugacité d'oxygène. Le Complexe Granitique Estrela a une forme grossièrement elliptique allongée selon la direction E-W. Cependant, les structures et la répartition spatiale des types pétrographiques montrent que le massif est constitué de plusieurs plutons. Les monzogranites sont prédominants (parmi lesquels plusieurs faciès ont été distingués en fonction des proportions de minéraux mafiques) sur des syénogranites, granodiorites et tonalites. Ces roches ont une signature subalcaline avec des rapports FeO*/MgO et Ga/Al et des teneurs en Zr, Ce, Nb, Y et terres rares (Eu excepté) élevés. Deux groupes contrastés sont identifiés: l'un métalumineux (roches riches en hornblende) et l'autre faiblement peralumineux (roches riches en biotite). Les caractéristiques chimiques sont celles des granites de type A post-archéens. Les conditions de mise en place sont estimées à: P≤4. 5 kbar, T= 750-850°C, basse fugacité d'oxygène (avec oxydation au cours de la consolidation). Deux surfaces principales ont été reconnues dans les plutons constitutifs du Complexe Granitique Estrela. Une première surface (S0), subhorizontale au centre et subverticale en périphérie est marquée par un rubanement et une fabrique. Une seconde surface (S1) marquée par un rubanement et/ou une schistosité subverticaux reprend la surface initiale. S1 est associée à des plis dont les axes sont proches de EW (sauf dans la partie NE) mais dont le plongement est variable (horizontal à vertical). Des zones mylonitiques (S1m) se développent postérieurement. S0 est considérée comme liée au premiers stades de la mise en place des plutons, SIest interprétée comme résultant d'une interférence entre la mise en place et un contexte régional compressif NS, au moment de la consolidation et S1m correspond à la création de zones d'instabilité mécanique en fin de consolidation du massif. La présence plus à l'Ouest de granites semblables (Old Salobo) par leur âge (2. 57 Ga), leur chimisme (granites de type A) et l'évolution métamorphique de leur encaissant (BP, HT), suggère que cet épisode magmatique n'est pas localisé mais qu'il a une extension régionale. Ceci semble d'autant plus réel que les régions de Carajas et de Rio Maria ont subi une reprise des systèmes isotopiques Rb-Sr et K-Ar à la même époque. Enfin, cette similitude pétrographique, chimique, géochronologique et métamorphique entre le domaine Estrela et le domaine Old Salobo permet de considérer que les différentes séquences volcano-sédimentaires (Salobo, Pojuca, Grao Para et Rio Novo) appartiennent à une seule et même unité.