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14.1 • Arrière-subduction et ceintures métamorphiques doubles
Dans ce chapitre 14, nous nous intéressons au métamorphisme de BP-HT en
contexte de convergence ; nous traitons de ce métamorphisme dans les domaines en
extension au chapitre suivant.
14.1 ARRIÈRE-SUBDUCTION
ET CEINTURES MÉTAMORPHIQUES DOUBLES
Au Japon, l’association structurale entre une ceinture métamorphique de basse pressionhaute température (Ryoke-Abukuma) et une ceinture de haute pression-basse température (Sanbagawa) située plus au sud, vers la marge active Pacifique, a conduit
Miyashiro (1961) au concept de ceintures doubles (« paired belts » ; figure 14.1).
Celles-ci sont plus ou moins contemporaines et liées aux régimes thermiques contrastés
de la subduction d’une part et de la zone d’arc et d’arrière arc, d’autre part. Ces chaînes
sont orientées NE-SO, parallèlement à la zone de subduction. Dans la chaîne de Ryoke,
trois zones principales de métamorphisme ont été définies à partir des assemblages
des métapélites :
• zone à chlorite + biotite + muscovite ;
• zone à biotite + andalousite ; l’association muscovite + quartz est remplacée par
l’assemblage de haute température à feldspath potassique + andalousite.
• zone à sillimanite.
Ces différentes zones métamorphiques correspondent à des températures croissantes
et des pressions de cristallisation très faibles (P < 3 kb). Il n’a pas été décrit de
migmatites dans ces métapélites ; cependant, la chaîne est recoupée par d’importantes
masses de granitoïdes qui résultent de la fusion de domaines plus profonds de la
croûte continentale.
Dans la ceinture de Sanbagawa, des éléments de la croûte océanique du Pacifique
et du prisme d’accrétion, accolés au microcontinent japonais, sont métamorphisés
dans les conditions d’un gradient de HP-BT (assemblages à prehnite + pumpellyite,
à glaucophane et à jadéite + lawsonite). Les matériaux hydratés, entraînés dans la
subduction, libérent d’importantes quantités d’eau en recristallisant en profondeur.
La percolation par cette phase riche en eau des péridotites du « coin » de manteau
supérieur situé au-dessus du plan de subduction, en provoque la fusion partielle
hydratée (figure 14.2). Des magmas basaltiques sont produits et migrent vers la surface ;
de ce transfert magmatique résultent un transfert convectif de chaleur et un resserrement
des isothermes en arrière de la zone de subduction à l’origine d’un métamorphisme
de HT-BP qui atteint les conditions des faciès Amphibolite et Granulite. Le transfert
de chaleur vers la surface s’effectue par relais successifs ; en effet, le stockage à la
base de la croûte continentale de magmas basaltiques issus du manteau supérieur
(« underplating », ou stockage infracrustal ») provoque la fusion partielle des métapélites, métagrauwackes et métagranitoïdes, à l’origine des liquides granitoïdes qui
migrent vers des niveaux plus ou moins superficiels (andésites et batholithes granodioritiques) de la croûte chevauchante.
9782100522682-Nicollet.fm Page 201 Mardi, 29. décembre 2009 4:34 16
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14.1 • Arrière-subduction et ceintures métamorphiques doubles
Dans ce chapitre 14, nous nous intéressons au métamorphisme de BP-HT en
contexte de convergence ; nous traitons de ce métamorphisme dans les domaines en
extension au chapitre suivant.
14.1 ARRIÈRE-SUBDUCTION
ET CEINTURES MÉTAMORPHIQUES DOUBLES
Au Japon, l’association structurale entre une ceinture métamorphique de basse pressionhaute température (Ryoke-Abukuma) et une ceinture de haute pression-basse température (Sanbagawa) située plus au sud, vers la marge active Pacifique, a conduit
Miyashiro (1961) au concept de ceintures doubles (« paired belts » ; figure 14.1).
Celles-ci sont plus ou moins contemporaines et liées aux régimes thermiques contrastés
de la subduction d’une part et de la zone d’arc et d’arrière arc, d’autre part. Ces chaînes
sont orientées NE-SO, parallèlement à la zone de subduction. Dans la chaîne de Ryoke,
trois zones principales de métamorphisme ont été définies à partir des assemblages
des métapélites :
• zone à chlorite + biotite + muscovite ;
• zone à biotite + andalousite ; l’association muscovite + quartz est remplacée par
l’assemblage de haute température à feldspath potassique + andalousite.
• zone à sillimanite.
Ces différentes zones métamorphiques correspondent à des températures croissantes
et des pressions de cristallisation très faibles (P < 3 kb). Il n’a pas été décrit de
migmatites dans ces métapélites ; cependant, la chaîne est recoupée par d’importantes
masses de granitoïdes qui résultent de la fusion de domaines plus profonds de la
croûte continentale.
Dans la ceinture de Sanbagawa, des éléments de la croûte océanique du Pacifique
et du prisme d’accrétion, accolés au microcontinent japonais, sont métamorphisés
dans les conditions d’un gradient de HP-BT (assemblages à prehnite + pumpellyite,
à glaucophane et à jadéite + lawsonite). Les matériaux hydratés, entraînés dans la
subduction, libérent d’importantes quantités d’eau en recristallisant en profondeur.
La percolation par cette phase riche en eau des péridotites du « coin » de manteau
supérieur situé au-dessus du plan de subduction, en provoque la fusion partielle
hydratée (figure 14.2). Des magmas basaltiques sont produits et migrent vers la surface ;
de ce transfert magmatique résultent un transfert convectif de chaleur et un resserrement
des isothermes en arrière de la zone de subduction à l’origine d’un métamorphisme
de HT-BP qui atteint les conditions des faciès Amphibolite et Granulite. Le transfert
de chaleur vers la surface s’effectue par relais successifs ; en effet, le stockage à la
base de la croûte continentale de magmas basaltiques issus du manteau supérieur
(« underplating », ou stockage infracrustal ») provoque la fusion partielle des métapélites, métagrauwackes et métagranitoïdes, à l’origine des liquides granitoïdes qui
migrent vers des niveaux plus ou moins superficiels (andésites et batholithes granodioritiques) de la croûte chevauchante.
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