TILOSPHÈRE n°2 - décembre 2012 lettre d’information du thème Terre Interne Lithosphère du laboratoire GéosciencesEnvironnement-Toulouse UMR5563 CNRS/IRD/UPS VIENT DE PARAÎTRE... Metamorphic core complex et réservoirs fluides L'étude microstructurale et analytique des inclusions fluides d'échantillons prélevés dans les migmatites de l'île de Naxos (Cyclades, Grèce) a montré l'existence de plusieurs générations d' nclusions qui permettent de documenter le passage de la transition fragile-ductile lors de la formation et de l'exhumation d'un dôme tectono-métamorphique. Les plus anciennes inclusions ont piégé des fluides magmatiques et métamorphiques en domaine ductile à 650°C et 4 kbar en rég me de pression lithostatique. Les nclusions les plus jeunes montrent des fluides d'orig ne météorique venus de la surface en régime de pression hydrostatique (≈1 kbar-300°C. La transition fragile/ductile se matérialise ainsi comme une barrière thermique entre un domaine enregistrant un gradient géothermique modéré (30°C/km) en régime lithostatique, et un domaine marqué par un gradient fort (55°C/km) en rég me hydrostatique. Siebenaller et al., Journal of Metamorphic Geology, sous presse. Contact : [email protected] Histoire d'un arc magmatique A l'aplomb des zones de subduction, l’activité magmatique nitiée par la déshydratation du slab océanique provoque la mise en place de nombreuses intrusions dans la croûte continentale. Durant des dizaines voire des centaines de millions d’années, ces ntrusions s’amalgament pour former des batholites, qui une fois portés à l’affleurement sont des témoins précieux de l’évolution de l’arc. Le long de la marge active sud-américaine, les batholites côtiers affleurent aujourd’hui de manière discontinue, dont une large section au Pérou. Dans le sud du Pérou, l’absence d’accrétion de terra ns allochtones depuis l’ nitiation de la subduction et la présence de larges affleurements de Batholite Côtier ont fait de cette région une zone privilégiée pour l ‘étude de l’évolution de l’arc magmatique sur une longue période. Nous avons réalisé deux études n-situ couplées sur grains de zircons ; géochronologie U-Pb et analyses isotopiques Lu-Hf sur une sélection de roches intrusives prélevées au sud de la ville d’Arequipa. Nous avons ident fié deux périodes majeures d’activité magmatique : Jurassique (200-175 Ma) et Crétacé-Paléocène (90-60 Ma). Durant le Jurassique se met en place une large suite à dominante basique (diorites, gabbros) caractérisée par des εHf inférieurs à +0.1. Après un 'silence magmatique' de 85 Ma, l’activité Crétacé-Paléocène montre des εHf allant jusqu’à +3.3, attestant de l’augmentation de la composante juvénile des magmas. L’activité magmatique culmine entre 70 et 60 Ma avec la mise en place d’unités dioritiques et granodioritiques très volumineuses. Ce dernier épisode est interprété comme un événement de flare-up, et contribue significativement à la croissance crustale dans le sud du Pérou. Perturbation des chronomètres U-Pb et Th-Pb lors de l’altération de monazites Demouy et al., Lithos, 2012. Lors de l’altération des monazites à basse température (< 300°C), l’uranium est Contact : [email protected] préférentiellement mobilisé par les fluides qui perturbent le système U/Pb. Dans le cas de Étude in-situ de la formation des TTG monazites très altérées et contenant de nombreuses nano-phases riches en Th, les (Afrique du sud) âges obtenus n’ont aucune signification géologique. Par contre, les monazites les Des échantillons exceptionnels d'amphibolites à mo ns altérées montrent un lien entre les âges grenat migmatitiques datées à 3.2 Ga ont permis de 232Th/208Pb et les rapports Th/U, ce qui contraindre la genèse des TTG. La fusion partielle permet d’obten r un âge d’altération sign ficat f. commence par une réaction de déshydration-fusion Ces résultats traduisent l’importance du impliquant l'épidote, vers 800°C et 1.1 GPa, soit un couplage entre les caractérisations texturales gradient géothermique de l'ordre de 20°/km. Pour multi-échelles et les mesures d’âges U-Pb et produ re des volumes de magma importants, Th-Pb si l’on veut discuter de la signification l'amphibolite doit être affectée par des conditions plus des âges et comprendre les processus qui les sévères (1000°C et P = 1.4 GPa, soit 55 km de perturbent. Cet article montre le rôle mportant profondeur). Les magmas produits se mettent en de l’irradiation, en particulier par la fracturation place entre 20 et 15 km de profondeur où ils donnent induite par le gonflement des phases très naissance par cristallisation fractionnée à des radioactives. La formation d’un réseau de cumulats riches en amphibole et aux plutons fractures dans le minéral permet en effet la tonalitiques que l'on observe au voisinage de la pénétration des fluides et le transfert ceinture de roches vertes de Barberton. d’éléments tel que l’uranium. Nédélec et al., Lithos, 2012. Contact : [email protected] Seydoux-Guillaume et al., Chemical Geology, 2012. Contact : [email protected] [1] Évolution tectonique de la ceinture aurifère d'Ashanti (Ghana) L’évolution tectonique de la ceinture d'Ashanti (Ghana) au cours de l’Orogénèse Éburnéenne (2.2 - 2.0 Ga) a été redéfinie à l'aide de nouvelles observations de terrain et de la modélisation 3D de données de géophysiques aéroportées. Une mise en relation des déformations et des épisodes de m néralisations en or a pu être proposée à l’échelle régionale. Le premier évènement de minéralisation est associé à une déformation précoce développant de larges plis isoclinaux. Les épisodes suivants sont liés à la mise en place de zones de cisaillement senestre. Ces résultats permettent de caractériser le contexte structural des gisements d’or précoces, gisements d'origine hydrothermale dont l’érosion a produit les immenses gisements de types placers exploités aujourd’hui (ex : le paléo-placer de Tarkwa, plus de 1000 t d’or). Perrouty et al., Precambrian Research, 2012 VIE DU THÈME Focus sur WAXI WAXI (West-African-eXploration-Initiative) est un programme de recherche et de formation ambitieux mené par neuf instituts partenaires, qui met l'accent sur le potentiel minéral du craton Léo-Man. L'objectif global est d'accroître son potentiel d'exploration à travers un programme intégré de recherche et de collecte de données, et d'augmenter la capacité des institutions locales à entreprendre ce type de travail. L' nitiative couvre l'ensemble du bouclier Léo-Man et ses abords immédiats (13 pays). Les pr ncipales motivations sont d'aider les sociétés d'exploration à concentrer leurs activités dans les zones de prospectivité maximum et d'aider les services géologiques locaux et les universités de la région dans leur rôle de fournisseurs de Campagne océanographique SIMBAD La campagne océanographique « SIMBAD » (étude SIsmique du Messinien des BAléares et de la Déformation ) est programmée du 2 au 19 janvier 2013 sur le navire océanographique Tethys 2. Elle s’inscrit dans le cadre de l’étude intégrée des marqueurs de la Crise de Salinité Messinienne (programme « Action Marges » INSU). Afin de résoudre la question « Les évaporites des bassins peu profonds étaient-ils en continuité avec les évaporites des bassins profonds avant les déformations récentes ? », les objectifs de cette campagne sont (i) cartographier en continu les évaporites de la terre au bassin profond, (ii) quantifier les déformations verticales post-crise afin de restituer les paléobathymétries et les paléo-connexions pendant la crise. La stratégie d’étude est d’accroitre la résolution des objets messiniens déjà repérés sur les lignes anciennes disponibles, en utilisant la sismique haute résolution disponible à Géosciences Azur. Contact : [email protected] Expédition IODP 345 L’expédition 345 du programme IODP se déroulera du 13 décembre 2012 au 12 février 2013 dans l’Océan Pacifique, vers 2°N et 101°W. Le site retenu est un fossé d’effondrement baptisé « Hess Deep », profond de 5500 mètres. Ce rift est situé à la pointe de la dorsale CocosNazca qui se propage vers l’Ouest à la vitesse de quelques cm/an. Il dissèque profondément la croûte océanique accrétée le long de la Dorsale Est-Pacifique (EPR). L’objectif de l’expédition 345 est de forer dans les roches de la croûte océanique profonde et du manteau superficiel mises à nu par cette tectonique en extension. Elles témoignent de l’activité récente (1 Ma) de l’EPR, dorsale à taux d’expansion rapide (13 cm/an). On espère ainsi mieux contraindre les processus magmatiques, hydrothermaux et tectoniques profonds dans ce contexte toujours mal connu. Un chercheur du GET (Georges Ceuleneer) et deux chercheurs de Géosciences Montpellier (Marguerite Godard et Benoît Ildefonse) font partie de l’équipe scientifique embarquée. Un professeur de SVT du Lycée International de Valbonne (Jean-Luc Bérenguer) sera Education Officer à bord et assurera la Contact : [email protected] données et d’informations pré-concurrentielles. Un système d’information géographique de 250 Go a été développé avec plus de 150 couches (50 exclusive au projet WAXI) pour accompagner les activités de recherche et de formation, et continue à s’augmenter avec l’exécution de nouveaux projets. les universita res. Depuis 2006, WAXI a de plus soutenu directement ou ndirectement plus de 30 étudiants en masters et en thèses, la moitié étant des africa ns, et assuré le développement d'un laborato re de pétrophysique et d'un atelier de litholamellage à Ouagadougou. Contact : [email protected] WAXI est piloté par Mark Jessell, chercheur IRD du GET. Plus d'une qu nzaine de chercheurs, post-doc et étudiants des thématiques TIL et Géoressources du GET participe activement à ce projet à travers des travaux de recherche sur la tectonique et la métallogenèse, mais aussi par de nombreuses activités de formation. Chaque année WAXI organise en effet 4 stages de formation en Afrique pour les personnels des services géologiques, des entreprises m nières et liaison via un blog et des visio-conférences vers le grand public. Contact : [email protected] Vincent Boschero (GET-IMFT) : micro-fracturation des roches induite par la radioactivité des minéraux, implications à l’échelle macroscopique (encadrante : Anne-Magali Seydoux-Guillaume; thèse PRES/Région co-encadrée avec Manuel Marcoux - IMFT). Alexandre Boutin (GET) : contexte géologique de la formation du gisement de talc de Trimouns (encadrant : Michel de Saint Blanquat; thèse CIFRE avec Imerys-Talcs de Luzenac) Journées scientifiques TIL : activité des arcs magmatiques et contexte géodynamique (février 2013) Les marges actives sont des sites où la croûte océanique est recyclée dans le manteau, ce qui en retour provoque la formation de nouvelle croûte continentale par l'intermédiaire du magmatisme d'arc. De nombreux travaux récents montrent que l'activité des arcs magmatiques est fortement discontinue dans le temps, et s'exprime sous la forme de pulsations magmatiques à différentes échelles de temps, de quelques centaines à quelque dizaines de millions d'années, et même à des échelles de temps beaucoup plus courtes (moins de 10000 ans). Le but de ces journées scientifiques est d'étudier les liens entre activité des arcs, processus profonds et contexte géodynamique en confrontant les différentes approches utilisées au GET, qu'elles soient structurales, pétro-géochimiques ou géochronologiques, sur objets naturels ou en modélisation. Nouveaux thésards TIL Paul Antonio (GET et IAG-Un. de Sao Paulo) : Paléomagnétisme et pétrogénèse des unités Paléoprotérozoïque de l’évènement Uatuma dans le nord du craton Amazonien (encadrants : Anne Nédélec et Manoel D’agrella Filho). [2] Alexis Grandhomme (ISTerre, Grenoble) : la monazite hydrothermale, l'accessoire indispensable (thèse ANR MONA encadrée par Emilie Janots et co-encadrée par Anne-Magali Seydoux-Guillaume). Léandre Ponthus (GET) : les complexes plutoniques alcalins récents, origine, évolution et conditions de mise en place, Exemple des Kerguelen et du Hoggar (encadrants : Damien Guillaume et Michel Grégoire). Damien Roques (GET) : Etude structurale et paléomagnétique du segment cryogénien de Mirbat-Socotra, évolution de la bordure nord- orientale de l’orogène Est-Africa n (encadrants : Yoann Denèle, Sonia ROusse, Mélina Macouin). TIL C’EST... une quarantaine de chercheurs, post-doc et thésards qui utilisent la tectonique, la pétro-géochimie et les systèmes chronométriques pour étudier la dynamique des lithosphères océaniques et continentales. éditeurs : Michel de Saint Blanquat, Georges Ceuleneer et Yoann Denèle