Dynamique des lithosphères

Les limites des plaques lithosphériques sont soumises au développement de déformations à toutes les échelles. L’étude des structures géologiques qui en résultent nous permet de comprendre la contribution relative des forces horizontales (tectoniques), des forces de volume (gravité) et de l’implication du manteau sous-jacent. De grandes questions scientifiques que nous souhaitons traiter sont : Comment et pourquoi se structurent les zones de localisation de la déformation (cassantes ou ductiles) ? Quel est le rôle de la température et de la présence ou l’absence de magma ? Comment la déformation sera distribuée lors de l’évolution d’une chaîne de montagnes ? Comment le style de déformation en contexte orogénique a-t-il changé au cours des temps géologiques ? Répondre à ces questions nous permet de contribuer à la reconstruction des paléocontinents, à comprendre la thermicité des chaînes de montagnes anciennes (Rogaland) et plus récentes (Pyrénées, Andes), le rôle du manteau dans la structuration de la lithosphère, et la vitesse et la durée des processus de déformation (speedométrie).

Personnes impliquées: J. Berger, S. Brichau, S. Duchêne, M. Gerbault, M-A. Kaczmarek, S. Rousse, M. St-Blanquat, O. Vanderhaeghe.

Des travaux intégrés d’interprétation des données géophysiques aéroportées avec des observations et mesures de terrain (structurales, pétrographiques, géochimiques) et des travaux de laboratoire (géochimie, géochronologie, thermo-barométrie, métallogénie) des domaines paléoprotérozoïques du craton Ouest-africain ont été mené dans le cadre du projet-consortium WAXI. Ces travaux permettent de proposer des modèles géodynamiques de transition entre la tectonique « archaïque » dominée par les mouvements verticaux et la tectonique de plaque « moderne ». Des modèles de formation de gisements métallifères ont été proposés pour de nombreux sites soulignant l’importance du contrôle structural ainsi que le caractère polyphasé de formation de ces gisements.

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L’étendue et l’orientation des dykes doléritiques se sont avérées comme éléments importants pour une corrélation paléogéographiques des anciens (super)continents. Les âges de mise en place des pulses individuels entre 1790 Ma et 200 Ma et une couverture de plusieurs milliers de km2 permettent de mieux placer le craton Ouest Africain par rapport au craton Amazonien et Baltica au cours de temps. Grâce à des calculs statistiques, nous avons pu proposer des méthodes automatisées pour mieux comprendre et cartographier l’évolution des surfaces ouest-africaines. La distribution multiéchelle de K, Th et U permet de tracer non seulement les processus d’altération superficielle, mais également les processus magmatiques (projet WAXI).

La caractérisation de la dynamique des processus lithosphérique impose de relier la mesure de la déformation et des déplacements au temps. Nous développons ainsi à TIL des méthodes radiochronologiques (U-Pb, Lu-Hf, traces de fission, U-Th/He) pour étudier cette dynamique lithosphérique du sol au plafond.

Les minéralisations en cuivre des Andes, une nouvelle horloge pour la formation des Andes

Pour la première fois, nous avons utilisé la datation U-Pb par LA-ICPMS sur des minéralisations en cuivre. L’âge obtenu sur les pseudomalachites des gisements de l’Atacama (19Ma) peut-être interprété comme celui de l’altération par les eaux météoriques des porphyres cuprifères. Ces données complètent les données thermochronologiques et la datation par isotopes cosmogéniques pour placer les jalons temporels de la surrection des Andes.
Kahou, Z.S., Brichau, S., Poujol, M., Duchêne, S., Campos, E., Leisen, M., d’Abzac, F.-X., Riquelme, R., Carretier, S., 2020. First U-Pb LA-ICP-MS in situ dating of supergene copper mineralization: case study in the Chuquicamata mining district, Atacama Desert, Chile. Mineralium Deposita.

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