Chapitre 13 • Le métamorphisme de moyenne pression-haute température
188
13.2.2 De la subduction à la collision
La préservation métastable des assemblages de haute pression indique qu’une bonne
partie des unités chevauchantes qui les contiennent – métapélites comprises – ont
initialement recristallisé dans les conditions de HP. Dans leur grande majorité, ces
roches sont rééquilibrées dans les conditions d’un gradient de MP. Le passage d’un
gradient métamorphique de HP à un gradient de MP marque le passage d’un régime
de subduction à la collision des marges de l’océan. Les matériaux continentaux de la
marge peuvent être entraînés à grande profondeur, comme en témoignent les reliques
d’UHP, mais rapidement, c’est le ralentissement, puis le blocage du processus
d’enfouissement des unités continentales. L’invagination des isothermes, fortement
marquée dans la croûte océanique en subduction rapide, est donc ici réduite, ce qui
s’accompagne d’une diminution de la pente du géotherme.
Le ralentissement et le blocage des unités crustales du biseau continental subduit
ne correspondent naturellement ni au ralentissement, ni au blocage de l’ensemble de
la lithosphère, le moteur de la subduction étant situé dans le manteau supérieur
convectif. La lithosphère mantellique poursuit son chemin vers les profondeurs, tandis
que les unités crustales sont découplées et s’empilent les unes sous les autres. Ce
mécanisme conduit à l’épaississement de la croûte continentale, typique des stades
de la collision et de l’hypercollision. Cet empilement de nappes crustales (riches en
éléments radioactifs) est le siège d’une importante production de chaleur (par contraste
avec ce qui se produit dans les empilements d’unités océaniques, pauvres en éléments
radioactifs), qui induit l’élévation du géotherme au-delà des valeurs du géotherme
de la lithosphère stable.
Les unités profondes de HP remontent vers la surface à la faveur de contacts
anormaux inverses développés par la collision. La remontée de l’unité supérieure (USG)
est favorisée par l’érosion des reliefs en surface. Dans le même temps, les gneiss de
l’unité inférieure (UIG) s’enfoncent sous le chevauchement. En conséquence, les
trajets PTt des 2 unités sont différents : tandis que le trajet des éclogites et granulites
est rétrograde en pression (de a à d sur la flèche hachurée de la figure 13.7), dans le
même temps, celui des unités autochtones est prograde (g sur la flèche noire). Durant
ce trajet prograde, les roches se déshydratent et libèrent de l’eau qui percole l’unité
chevauchante et qui serait responsable de la fusion partielle pendant l’évolution
rétrograde des métapélites granulitiques.
L’« Unité supérieure des Gneiss » contient les témoins des aires océaniques du
Paléozoïque inférieur, formés parfois en contexte d’arrière arc, et/ou de la marge
continentale amincie. L’âge des protolithes basiques des CLA est variable selon les
régions et se situe entre 450-480 Ma. Le métamorphisme de HP témoigne des phénomènes de la subduction : un âge aux environs de 410-390 Ma dans le Massif central
indique la fin de la subduction et le début de la collision. Dans le Massif armoricain,
un second épisode éclogitique plus récent, à la fin du Dévonien (360-370 Ma) est
identifié dans la nappe de Champtoceaux (Ballèvre et al., 2009). L’exhumation de ces
roches de (U)HP se réalise avant 380-360 Ma. L’âge des migmatites situées au-dessus
du CLA indique que la fusion crustale est contemporaine de cette exhumation.
9782100522682-Nicollet.fm Page 188 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
188
13.2.2 De la subduction à la collision
La préservation métastable des assemblages de haute pression indique qu’une bonne
partie des unités chevauchantes qui les contiennent – métapélites comprises – ont
initialement recristallisé dans les conditions de HP. Dans leur grande majorité, ces
roches sont rééquilibrées dans les conditions d’un gradient de MP. Le passage d’un
gradient métamorphique de HP à un gradient de MP marque le passage d’un régime
de subduction à la collision des marges de l’océan. Les matériaux continentaux de la
marge peuvent être entraînés à grande profondeur, comme en témoignent les reliques
d’UHP, mais rapidement, c’est le ralentissement, puis le blocage du processus
d’enfouissement des unités continentales. L’invagination des isothermes, fortement
marquée dans la croûte océanique en subduction rapide, est donc ici réduite, ce qui
s’accompagne d’une diminution de la pente du géotherme.
Le ralentissement et le blocage des unités crustales du biseau continental subduit
ne correspondent naturellement ni au ralentissement, ni au blocage de l’ensemble de
la lithosphère, le moteur de la subduction étant situé dans le manteau supérieur
convectif. La lithosphère mantellique poursuit son chemin vers les profondeurs, tandis
que les unités crustales sont découplées et s’empilent les unes sous les autres. Ce
mécanisme conduit à l’épaississement de la croûte continentale, typique des stades
de la collision et de l’hypercollision. Cet empilement de nappes crustales (riches en
éléments radioactifs) est le siège d’une importante production de chaleur (par contraste
avec ce qui se produit dans les empilements d’unités océaniques, pauvres en éléments
radioactifs), qui induit l’élévation du géotherme au-delà des valeurs du géotherme
de la lithosphère stable.
Les unités profondes de HP remontent vers la surface à la faveur de contacts
anormaux inverses développés par la collision. La remontée de l’unité supérieure (USG)
est favorisée par l’érosion des reliefs en surface. Dans le même temps, les gneiss de
l’unité inférieure (UIG) s’enfoncent sous le chevauchement. En conséquence, les
trajets PTt des 2 unités sont différents : tandis que le trajet des éclogites et granulites
est rétrograde en pression (de a à d sur la flèche hachurée de la figure 13.7), dans le
même temps, celui des unités autochtones est prograde (g sur la flèche noire). Durant
ce trajet prograde, les roches se déshydratent et libèrent de l’eau qui percole l’unité
chevauchante et qui serait responsable de la fusion partielle pendant l’évolution
rétrograde des métapélites granulitiques.
L’« Unité supérieure des Gneiss » contient les témoins des aires océaniques du
Paléozoïque inférieur, formés parfois en contexte d’arrière arc, et/ou de la marge
continentale amincie. L’âge des protolithes basiques des CLA est variable selon les
régions et se situe entre 450-480 Ma. Le métamorphisme de HP témoigne des phénomènes de la subduction : un âge aux environs de 410-390 Ma dans le Massif central
indique la fin de la subduction et le début de la collision. Dans le Massif armoricain,
un second épisode éclogitique plus récent, à la fin du Dévonien (360-370 Ma) est
identifié dans la nappe de Champtoceaux (Ballèvre et al., 2009). L’exhumation de ces
roches de (U)HP se réalise avant 380-360 Ma. L’âge des migmatites situées au-dessus
du CLA indique que la fusion crustale est contemporaine de cette exhumation.
9782100522682-Nicollet.fm Page 188 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16