Sujet de thèse :

Dater la déformation : une approche multi-méthodologique pour reconstituer l’évolution polyphasée des domaines de socle

Résumé :

Les zones de cisaillement, expression de la déformation profonde localisée, sont des objets majeurs de la lithosphère. Elles influencent la géométrie et l’évolution des ceintures orogéniques et des rifts, ainsi que l’ascension et la mise en place des magmas et la circulation des fluides. Ces structures sont présentes dans les domaines de socle à évolution polyphasée, où la séquence chronologique des évènements suscite fréquemment des débats. Les modèles d’évolution dynamique, cinématique et rhéologique de la lithosphère dépendent de notre capacité à les interpréter.

Contraindre et distinguer l’âge des déformations superposées est un défi que les développements méthodologiques récents permettent de relever. Pour cela il est indispensable d’employer une approche multidisciplinaire impliquant des spécialistes de la tectonique, des pétrologues du métamorphisme et des géochronologistes, et d’appliquer une approche méthodologique « in situ and in context » dans un cadre de terrain bien défini. L’objectif est d’établir un lien rigoureux entre les données pétrologiques, géochronologiques et structurales au sein d’un même échantillon.

Au cours de cette thèse, trois objets géologiques dont l’histoire tectono-métamorphique polyphasée est discutée ont été envisagés pour étude : les roches métamorphiques et les pegmatites varisques du secteur de Cap Creus (Pyrénées orientales, Espagne) ; le complexe métamorphique du Rhodope (Grèce, Bulgarie) et les granulites du massif Nord-Pyrénéen d’Ursuya. Ces études couplées sur des objets géologiques distincts permettront de tester l’approche méthodologique sur des protolithes variés (pegmatites, micaschistes à grenat, granulites).. Dans de tels cas, les roches ont enregistré des événements successifs, qu’il est nécessaire de distinguer et caractériser pour aboutir à un scenario géodynamique crédible. L’étude géochronologique couplera plusieurs méthodes in situ : U-Th/Pb, Rb/Sr (L.M.V.) et 39Ar/40Ar (ISTO Orléans) pour une datation croisée (donc plus robuste) des différents stades de déformation identifiés. Les minéraux datés, qu’ils soient accessoires (monazite, xénotime, rutile, apatite,…) ou des minéraux majeurs marqueurs de la déformation (micas, feldspaths), seront investigués « en contexte » directement en lame mince, et les âges interprétés au regard des conditions P-T.

La méthode Rb/Sr in situ par LA-ICPMS/MS est en cours de développement au laboratoire. Les datations effectuées au cours de cette thèse permettront d’affiner le protocole d’analyse (avec notamment des développements concernant les standards) et seront les premières applications et résultats obtenus avec cette méthode au LMV.

Encadrement :

Valérie BOSSE (directrice de thèse, LMV, Clermont-ferrand)

Yoann DENÈLE (co-encadrant, GET, Toulouse)

Outils :

• LA-ICPMS/MS, LA-ICPMS
• EMPA, MEB
• Rb/Sr ; U-Th/Pb ; Ar/Ar

Développements Instrumentaux Majeurs :

Publications :

Rang A :

Rang B et C :