Crustal melting and late-orogenic evolution of the South Armorican Domain
Fusion crustale et évolution tardi-orogénique du Domaine Sud Armoricain
Résumé
The late-orogenic evolution of the South Armorican Domain (West European Variscan Belt), is characterized by a gravitational collapse of the thickened crust in an extensional tectonic setting. In the entire domain, this stage is coeval with a generalized crustal melting of the middle to lower crust, and with the exhumation of the deep metamorphic rocks. This multidisciplinary study allows us to put geochronological constraints on the crustal partial melting events and to analyse the deformation mechanisms responsible for the exhumation of the metamorphic rocks. One of the scientific approaches was to combine the structural and kinematic analyses of the extensional deformation, and their dating (monazite U-Th/Pb chemical and mica Ar/Ar methods). In a western part of the South Armorican Domain, this approach allows us to highlight a continuum of deformation of 20 Ma, coeval with the metamorphic rocks exhumation between 325 Ma and 300 Ma. The geophysical study of the Carnac granitic complex, using ASM and gravity surveys, allows us to define the internal structure of the granite and its deep geometry. The emplacement of this granitic complex is interpreted as the marker of the earliest stage of the extensional continuum. The migmatite partial melting and the emplacement of granitic plutons, interpreted both as the triggering factor and as the consequence of the crustal stretching and of the exhumation, is estimated between 335 Ma and 320 Ma. This generalised anatexis, synchronous in the entire domain, provides a renewed view on the late-orogenic evolution of the South Armorican Domain. The structural study of the extensional deformation and the exhumation processes in the western and eastern parts argue for contrasted tectonics, suggesting a most important exhumation in the eastern parts of the South Armorican Domain.
L'évolution tardive du Domaine Sud Armoricain (segment de la chaîne Varisque Ouest Européenne), se traduit par un effondrement gravitaire de la croûte préalablement épaissie dans un contexte tectonique extensif. Cette extension s'accompagne, dans tout le domaine, d'une fusion partielle de la croûte moyenne à inférieure et de l'exhumation des roches métamorphiques issues de niveaux crustaux profonds. L'approche pluridisciplinaire conduite dans cette étude permet de proposer un calendrier précis de la fusion crustale et d'étudier les mécanismes de la déformation responsable de l'exhumation de la croûte moyenne à inférieure. Une des démarches adoptées associe l'identification structurale et cinématique précise des témoins de l'étirement et leur datation multiméthodes (U-Th/Pb sur monazite, et A/Ar sur micas). Dans la partie occidentale du Domaine Sud Armoricain, cette approche permet ainsi de documenter un continuum de déformation extensive durant plus de 20 Ma, qui accompagne en partie l'exhumation des roches de haut grade qui elle, se développe entre 325 Ma et 300 Ma. L'étude géophysique, combinant ASM et gravimétrie, permet en outre de caractériser la structure interne et la géométrie en profondeur du complexe granitique de Carnac, dont la mise en place apparaît être le témoin du stade le plus précoce de ce continuum. La fusion partielle des migmatites et la mise en place des plutons granitiques, interprétées à la fois comme le moteur et la conséquence de l'étirement et de l'exhumation, est estimée entre 335 Ma et 320 Ma. Cette anatexie généralisée apparaît synchrone à l'échelle de tout le domaine, ce qui permet un regard nouveau sur les stades tardi-orogéniques du Domaine Sud Armoricain. L'étude de la déformation extensive et de l'exhumation dans les portions occidentale et orientale, met en évidence des contrastes de style tectonique, suggérant une exhumation plus importante des parties orientales du Domaine Sud Armoricain.