Short-lived active margin magmatism preceding Variscan collision in the Western French Massif Central - Géosciences Montpellier Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Bulletin de la Société Géologique de France Année : 2024

Short-lived active margin magmatism preceding Variscan collision in the Western French Massif Central

Résumé

This paper presents and discusses new geochronological and petrological data on a suite of calc-alkaline plutons composed predominantly of diorites and tonalites from the West Massif Central. Their petrochemical fingerprints are compatible with partial melting of a hydrous mantle wedge followed by fractional crystallization of amphibole and plagioclase before final emplacement between 5 and 8 kbar within the continental upper plate of a subduction system. In situ U-Pb zircon dating on tonalites yields a fairly narrow age range of 365−354 Ma (including uncertainties) for igneous crystallization. These calc-alkaline plutons imply active margin magmatism near the Devonian-Carboniferous boundary and are contemporaneous with the back-arc magmatism and HP metamorphism as dated by recent studies. However, such isolated igneous bodies do not form a transcrustal magmatic arc but rather represent dispersed plutons emplaced within less than 30 Myr when all data from the Variscan belt of France are considered. In Limousin, they intrude migmatitic paragneisses and retrogressed eclogites from the Upper Gneiss Unit (UGU), suggesting that the high pressure rocks were already exhumed at 19−30 km depth before 365 Ma. Moreover, the diorites and tonalites are never found within units below the UGU. It therefore suggests that these tectono-metamorphic units of the Western French Massif Central were piled up after 354 Ma. Altogether these results support the monocyclic model for Variscan geodynamics in the French Massif Central, with the transition between oceanic subduction and continental collision taking place between Upper Devonian and Lower Carboniferous.
Cette étude apporte de nouvelles contraintes géochronologiques et pétrologiques sur une série de plutons calco-alcalins composés principalement de diorites et de tonalites et situés Massif central occidental. Leur signature pétro-géochimique implique la fusion partielle d’un coin mantellique hydraté suivie de la cristallisation fractionnée d’amphibole et de plagioclase avant la mise en place finale entre 5 et 8 kbar dans la plaque continentale supérieure d’un système de subduction. La datation U-Pb in situ des zircons provenant des tonalites donne une gamme d’âge de 365 à 354 Ma (erreurs incluses) interprétée comme représentant la cristallisation magmatique des zircons. Ces plutons calco-alcalins proviennent d’un magmatisme de marge active à la limite Dévonien-Carbonifère et sont synchrones du magmatisme d’arrière-arc et du métamorphisme de haute pression datés par des études récentes. Ces intrusions ne forment cependant pas un arc magmatique d’échelle crustale mais représentent plutôt des plutons dispersés qui se sont mis en place en moins de 30 millions d’années si l’on considère toutes les données disponibles, réévaluées et robustes pour la chaîne varisque en France. Dans le Limousin, ces plutons intrudent notamment les paragneiss migmatitiques et les éclogites rétromorphosées de l’Unité Supérieure des Gneiss, ce qui suggère que les roches de haute pression étaient déjà exhumées à une profondeur de 19-30 km avant 365 Ma. En outre, les diorites et les tonalites n’ont pas été observées dans les unités situées sous l’Unité Supérieure. Cela indique que les unités tectoniques du Massif central occidental ont été empilées après 354 Ma. Ces résultats soutiennent donc le modèle monocyclique de la géodynamique varisque dans le Massif central français où la transition subduction océanique/collision continentale se produit entre le Dévonien supérieur et le Carbonifère inférieur.
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Dates et versions

hal-04652466 , version 1 (18-07-2024)

Identifiants

Citer

Julien Berger, Léa Beau-Hurdebourcq, Julien Serrano, Mathieu Benoit, Michel Grégoire, et al.. Short-lived active margin magmatism preceding Variscan collision in the Western French Massif Central. Bulletin de la Société Géologique de France, 2024, 195, pp.7. ⟨10.1051/bsgf/2024003⟩. ⟨hal-04652466⟩
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