construction et stabilisation de la lithosphere - Afrique du Sud

Bureau conjoint CNRS-IRD en Afrique australe @ The Innovation Hub, P.O.Box 66, Pretoria 0087, mailto:afrique-du-s[email protected]
CONSTRUCTION ET STABILISATION DE LA
LITHOSPHERE ARCHEENE DU CRATON DU KAAPVAAL
janvier 2013 - janvier 2016
Ce projet a comme ambition de comprendre la construction et la différentiation de la lithosphère
continentale Achéenne – la période majeure de croissance continentale terrestre. Cette évolution implique
le transfert des éléments producteurs de chaleur du manteau vers la croûte (supérieure), et donc la
redistribution de ces éléments dans la lithosphère. Parmi les éléments producteurs de chaleurs, on trouve
l’Uranium et le thorium ; leur redistribution a donc des implications importantes sur la formation des
gisements potentiellement économiques.
Contexte
Les continents se forment, pour la plus grande partie, durant
l’Archéen (4.0 – 2.5 Ga). Mais nous n’avons aucune certitude sur le
style tectonique de la terre primitive, et donc sur le contexte et la
façon dont se formèrent ces continents. De nos jours, c’est la
tectonique des plaques et en particuliers la subduction qui joue un
rôle central dans le fonctionnement géodynamique de la terre. Mais,
bien que certaines observations géologiques suggèrent l’existence
d’une forme de subduction à cette époque, des éléments typiques des
subductions sont totalement absents de l’Archéen, ce qui suggère a
contrario des différences importantes avec la terre moderne.
Objectives et projets développés
Objectif 1 Etude de la distribution et la redistribution des éléments
producteurs de chaleur (EPC) dans la croûte du craton du Kraapvaal
- Description, à l’échelle régionale, de « l’anatomie » et de la
structure du continent du Kaapvaal ;
- Etude de la redistribution intra-crustale des éléments
producteurs de chaleur – modalités de la fusion crustale
Archéenne (quelles conditions de fusions, quelles réactions,
mécanismes, etc.) ;
Objectif 2 : Etude de la formation de granites uranifères, et du
transfert des EPC du manteau vers la croûte lors de la stabilisation
du continent
- Etude de la distribution spatiale, à toutes les échelles, de
l’uranium (de l’échelle régionale, à celle de l’affleurement de la
lame mince) ;
- Etude de l’origine de ces magmas (source partiellement
mantellique ou roches formées par la fusion d’une source
volcano-sédimentaire) ;
Objectif 3 : Evolution couplée du manteau lithosphérique et de la
croûte
- Etude de la nature de la lithosphère échantillonnée par des
enclaves dans des volcans kimberlitiques récents ;
- Couplage de l’étude des enclaves du manteau et des roches
affluentes afin d’obtenir une vue complète de la stratification du
craton, tant du point de vue chimique que chronologique ;
- Etude de l’origine et de la pétrogenèse de certains granitoïdes
tardi-archéens ;
Produire des connaissances Former Partager Valoriser
Contacts
France (Jean François Moyen)
 Laboratoire Magmas et volcans - CBMS
(UMR 6524 - CNRS)
 Unité Géosciences Rennes (UMR 6118-
CNRS)
 Unité géologie et gestion des ressources
minérales et énergétiques (UMR 7566 –
CNRS)
 Laboratoire transferts lithospériques
Afrique du Sud (Gary Stevens)
 Centre for Crustal Petrology, Department
of Earth Sciences, Stellenbosch
University

Bureau conjoint CNRS-IRD en Afrique australe @ The Innovation Hub, P.O.Box 66, Pretoria 0087, mailto:afrique-du-s[email protected]
THE ORIGIN AND STABILISATION OF THE KAAPVAAL
CRATON LITHOSPHERE
Creating knowledge Training Sharing Promoting
January 2013 - January 2016
This project aims at understanding the generation and differentiation of the Archaen continental
lithosphere. This evolution implies transfers of heat-producing elements from the mantle to the
crust and therefore the redistribution of those elements within the lithosphere. The formation of a
boyant felsic crust which accumulated to form the continental crust, has allowed for recycling of
this crustal material through partial melting events. This has further redistributed heat-producing
elements. Uranium and Thorium are among the most important heat-producing elements; their
redistributions are key for identifying economic potential. In consequence, this project aims at
answering fundamental questions (how the continental crust has been generated and stabilised),
but also concrete questions (metallogeny of the uranium).
Context
We know that continental crust was formed mostly during the
Archean period (4.0 – 2.5 Ga); however uncertainty exists about
the evolution of early tectonics on earth and on the on the
tectonic setting within which this crust was produced and
recycled. Today, plate tectonics and in particularity subduction,
play a key role in driving geodynamics forces on earth. However,
some subduction elements are completely absent in the Archean
rock record. This suggests the existence of important differences
in geodynamics processes during this key period.
Objectives and the projects developed
Objective 1: The distribution and redistribution of heat-
producing elements in the crust, a result of the initial crustal
accretion (plutonic and tectonic), and the subsequent intra-
crustal recycling.
- Description at regional level of the “anatomy” and of the
continental Kaapvaal structure;
- Intra-crustal redistribution of generating heat elements –
modalities of Archean crustal fusion;
- Study of magma origin;
Objective 2: A special emphasis on uranium and U-bearing
plutons
- Spatial distribution at various scales of uranium;
Objective 3: Coupling of the evolution of the crust, and the sub-
continental lithospheric mantle that allows it to survive
through time.
- Study of lithospheric samples from early kimberlitic
volcanos;
- Coupling of the mantle and affluent rocks studies to
produce a comprehensive view of the craton
stratification (chemically but also chronologically)
- Study of the origin and the rock cycle of some late-
Archean “granitoïdes”
France (Jean François Moyen)
 Laboratoire Magmas et volcans - CBMS (UMR 6524 -
CNRS)
 Unité Géosciences Rennes (UMR 6118- CNRS)
 Unité géologie et gestion des ressources minérales et
énergétiques (UMR 7566 – CNRS)
 Laboratoire transferts lithospériques
South Africa (Gary Stevens)
 Centre for Crustal Petrology, Department of Earth
Sciences, Stellenbosch University