Structural, petrological and geochronological contribution to intracontinental tectonics of the variscan belt of Europe (Sudetes, Vosges)

• Auteur / Autrice : Etienne Skrzypek
• Direction : Karel Schulmann, Philippe Rossi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés libres

Tectonique intracontinentale

Orogenèse hercynienne

Dôme d'Orlica-Snieznik

Vosges

Résumé

La tectonique intracontinentale de la chaîne hercynienne d’Europe est explorée en combinant géologie structurale, pétrologie métamorphique et géochronologie. Cette approche est appliquée à l’étude de différents niveaux de la croûte orogénique dans deux témoins hercyniens : le dôme d’Orlica-Śnieżnik (Sudètes) et les Vosges (NE France). Au Dévonien, l’activité de subductions peut aboutir à l’ouverture de bassins d’arrière-arc, mais génère aussi un épaississement crustal. Dans les deux massifs, la croûte orogénique se forme alors par amalgamation de portions autochtones et allochtones. Au début du Carbonifère inférieur, des transferts verticaux de matière s’opèrent grâce à un plissement d’échelle crustale, et juxtaposent la croûte moyenne et inférieure. Ce phénomène est remplacé par un aplatissement localisé formant une discontinuité intra-orogénique dans la croûte moyenne. Cette discontinuité permet un découplage de la déformation entre croûte supérieure et inférieure, et sa réactivation en régime extensif favorise l’exhumation du système. A la fin du Carbonifère inférieur, l’exhumation est simultanément accommodée par un amincissement ductile au cœur de l’orogène et par des détachements développés vers les bordures de la chaîne. L’évolution des Sudètes paraît contrôlée par la fermeture du bassin saxothuringien. A l’inverse, le socle vosgien enregistre l’influence des subductions quasi-orthogonales du bassin saxothuringien et de l’océan Paléotéthys, avant de subir les effets de la fermeture du système rhénohercynien. Les processus reconnus dans ce travail suggèrent finalement que le caractère de la tectonique intracontinentale n’a que peu varié au cours du Phanérozoïque.

Intracontinental tectonic processes acting during Variscan orogeny are explored using a combination of structural geology, metamorphic petrology and geochronology. This approach is applied to study different levels of the orogenic crust in two Variscan massifs: the Orlica-Śnieżnik Dome (Sudetes) and the Vosges Mountains (NE France). During the Devonian, the activity of subductions locally triggered back-arc opening, but also generated crustal thickening. In both massifs, the orogenic crust was formed by the welding of autochtonous and allochtonous portions. In the early Lower Carboniferous, vertical material transfers were achieved through crustal-scale folding and led to the juxtaposition of the middle and lower crust. It was followed by localized flattening which produced an intra-orogenic boundary zone at mid-crustal level. The presence of such a zone allowed deformation decoupling between the upper and lower crust, and also favoured exhumation of the system during extensional reactivation. In the late Lower Carboniferous, exhumation was simultaneously accommodated by ductile thinning in the core of the orogen, and by the activity of detachment systems towards the margins of the orogenic belt. The evolution of the Sudetes appears to be controlled by the closure of the Saxothuringian basin. Conversely, the Vosges basement recorded the influence of the quasi-orthogonal subduction zones of the Saxothuringian basin and the Palaeotethys Ocean, and later documented closure of the Rhenohercynian basin. The processes recognized in this work finally suggest that the character of intracontinental tectonics has not significantly changed throughout the entire Phanerozoic.