Évolution géodynamique du Massif du Deseado (Patagonie) : apport d'une nouvelle approche multi-thermochronologique basse température

Geodynamic evolution of the Deseado Massif (Patagonia) : contribution of a new low-temperature multi-thermochronological approach

• Auteur / Autrice : Alexis Derycke
• Direction : Cécile Gautheron, Massimiliano Zattin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère
• Date : Soutenance le 25/05/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Paris-Saclay (Orsay, Essonne ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Jury : Président / Présidente : Jocelyn Barbarand
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Massimiliano Zattin, Laurence Audin, Kerry Gallagher, Philippe Münch, Raphaël Pik
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Audin, Kerry Gallagher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Patagonie (Argentine)

Tectonique des plaques

Hélium à basses températures

Géodynamique

Thermochronologie

Mots clés libres

Thermochronologie

(U-Th)/He

Géodynamique

Craton

Patagonie

Thermochronology

(U-Th)/He

Geodynamic

Shield

Patagonia

Résumé

L’objectif de ce travail de thèse est la reconstruction de l’histoire géologique et plus particulièrement géodynamique du Massif du Deseado, situé dans l’avant-pays de la Patagonie centrale (Argentine). Cet objectif, en dehors de son aspect régional visant à contraindre l’histoire d’une zone peu investiguée, est aussi à rattacher à une problématique scientifique plus globale. En effet, le Massif du Deseado est une zone cratonique dont la dynamique est à relier des processus grande échelle (fragmentation du Gondwana, dynamique de la subduction Andine…), et ainsi comprendre son histoire c’est en apprendre plus sur les moteurs de la dynamique des zones cratoniques et stable sur de longues périodes, supérieur à la centaine de millions d’années.Pour se faire, cette étude se base sur l’utilisation de thermochronomètres basses températures, permettant de contraindre l’évolution des roches dans le temps et l’espace. L’aspect particulier de cette étude repose sur la combinaison de multiples thermochronomètres (traces de fission et (U-Th)/He sur apatite et (U-Th)/He sur oxydes de fer et de manganèse), la calibration d’un modèle de diffusion de l’hélium et l’utilisation de méthodes d’inversions des données. Cette étude a permis de reconstruire quantitativement l’enfouissement et l’exhumation du Massif du Deseado au cours des 200 derniers millions d’années, et de la sorte fournir pour la première fois un calendrier de son évolution géodynamique. Les résultats de cette thèse démontrent également la dynamique unique du Massif du Deseado au cours de la fragmentation du Gondwana et de l’ouverture de l’océan Atlantique Sud, au regard du reste de la Patagonie.Enfin, en dehors de ses apports régionaux, cette thèse participe à établir une nouvelle méthodologie en thermochronologie adaptée à l’étude des zones géodynamiques stables sur de longues périodes

The main objective of this PhD thesis is the reconstruction of the geological history and geodynamics of the Deseado Massif, located in the central Patagonia foreland (Argentina). This goal, apart from its regional aspect aiming to constrain a poorly known area’s history, is also linked to a more global scientific question. Indeed, the Deseado Massif is a cratonic area, which its dynamic is linked to large scale processes (Gondwana fragmentation, Andean subduction...), and thus the understanding of its history allows to learn more about the mechanisms that trigger the dynamics of cratonic and stable zones over a long time, with more than a hundred million years.This study is based on a low temperature thermochronometers approach, which allow constraining the rocks evolution through time and space. The particular aspect of this study relies on the combination of multiple thermochronometers (fission tracks and (U-Th)/He on apatite and (U-Th)/He on iron and manganese oxides), the calibration of a helium diffusion model and the use of data inversion methods. This study allows the quantitative reconstruction of the burial and exhumation history of the Deseado Massif over the last 200 million years, and thus for the first time provide relevant calendar of its geodynamics. The results of this PhD thesis also demonstrate the unique dynamics of the Deseado Massif during the Gondwana break-up and the South Atlantic Ocean opening, compared to the other part of Patagonia.Finally, apart from its regional contributions, this thesis contributes to establish a new thermochronology methodologies adapted to study stable geodynamic areas over long periods of time.