Thèse soutenue

Métamorphisme tardi-orogénique dans le domaine externe d’une chaîne de montagnes. Nouvelles contraintes par thermométrie RSCM et datation ⁴⁰Ar/³⁹Ar dans le sud de chaîne varisque (Cévennes et Montagne Noire)
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Auteur / Autrice : Clément Montmartin
Direction : Michel Faure
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Univers. Géodynamique
Date : Soutenance le 22/01/2021
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-....)
Jury : Président / Présidente : Bruno Scaillet
Examinateurs / Examinatrices : Michel Faure, Bruno Scaillet, Patrick Monié, Yann Rolland, Hugues Raimbourg, Stéphane Scaillet, Jean-Marc Lardeaux, Olivier Fabbri
Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Monié, Yann Rolland

Résumé

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Les conditions P et T des zones internes d’un orogène sont bien contraintes par l’étude des assemblages métamorphiques. Mais il est plus difficile d’accéder aux conditions du métamorphisme des régions les plus externes de l’édifice et les calculs thermo-barométriques sont entachés d’une erreur importante. La spectrométrie Raman sur matière carbonée (RSCM), permet d’obtenir la température maximale enregistrée par les roches. Cette méthodologie a été appliquée au segment varisque externe du Massif central.La Montagne Noire représente la partie la plus externe de la chaîne. Un dôme migmatique s’est mis en place dans les séries sédimentaires Paléozoïques plissées entre 300-325 Ma. Les Tmax RSCM dans ces roches épimétamorphiques révèlent un gradient thermique décroissant de 400 °C à 250 °C depuis la bordure du dôme jusqu’à 10km au sud. Ce gradient de température s’accorde avec ceux déterminés par la cristallinité de l’illite ou la couleur d’altération des conodontes. En revanche, la thermicité liée à l’empilement des nappes a été effacée par la chaleur apportée par le dôme.Cette étude montre que les Cévennes ont enregistré un stade de T élevé (~ 500-550 °C) et de P moyenne (~ 0.5 GPa) à ~ 320-325 Ma, avec des conditions relativement uniformes sur toute la zone. Dans le cadre géodynamique de l'évolution du Massif central, cette étape est interprétée comme une phase de flux géothermique élevé, lors du changement de régime entre raccourcissement / épaississement et effondrement / extension. Les T mesurées ne résultent pas de la chaleur transférée par les plutons tardifs. Au contraire, le métamorphisme cévenol et la mise en place des plutons trouvent une origine commune dans le champ de haute T de l'orogène entier. Cependant des datations ponctuelles des porphyroblastes de biotite suggèrent une cristallisation précoce vers 335-330 Ma qui pourrait correspondre à l’âge vrai des charriages.