Métamorphisme hercynien et antéhercynien dans le bassin du haut-Allier (Massif Central français) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1961

Hercynian and pre-Hercynian metamorphism in the Allier river upper basin (French Massif Central)

Métamorphisme hercynien et antéhercynien dans le bassin du haut-Allier (Massif Central français)

Résumé

The zoneographic method (ZM) was proposed by J. Jung and M. Roques during the 1940's and used by french-speaking authors for the interpretation of metamorphic regions of crystalline schists. Two main trends were advocated: (1) metamorphic degree (2) migmatization. --(1) Isometamorphic zones were defined on a metapelite type-sequence of "ectinites" (rocks affected only by topochemical recrystallization) as : X, unmetamorphic zone - Y2, upper micaschist zone (chlorite-sericite schists) - Y1, lower micaschist zone (biotite-muscovite micaschists) - Z2, upper gneiss zone (biotite-muscovite gneisses) - Z1, lower gneiss zone (biotite-sillimanite gneisse) - U, ultra-low gneiss (orthoclase-cordierite gneisses). --(2) By contrast to ectinites, migmatites, viewed as non-topochemically affected by metasomatism, are feldspar-rich, mainly alkaline gneisses where major mineral species are biotite, muscovite, cordierite, sillimanite, garnet. Their pattern is regularly layered for the embrechite rock-type or more disturbed (nebulite, arterite, agmatite...) leading to the anatexite rock-type. Anatexite and embrechite may coexist anywhere in the type-sequence, nevertheless embrechites are more frequent in the upper migmatite levels. Around the town of Brioude, in the french Massif Central basement massif, the crystalline schists of the Allier river upper basin (ARUB) are surrounded by younger, Hercynian granite massifs of Carboniferous age (Margeride to the S; Velay to the E; Livradois-Forez to the N) and overlain to the W by the Cainozoic to Recent basalt flows from the Cantal volcano. The highly metamorphic ARUB rock-types comprise a major felsic component with kyanite-cordierite-sillimanite gneisses and micaschists, where various formations were mapped (pl. 3: ~150 km x 100 km), plus a number of ultramafic outcrops (pl. 4) and ore occurences (pl. 5: Sb, U, fluorite). Based on the ZM, the basement of the ARUB is interpreted as composed of two major units. The NW-SE trending Massiac Synclinorium (SM, pl. 1), W of Brioude, is diagnosed as exhibiting an early zoneography-I comprising a Z1-zone. This "ectinite-I" massif, possibly issued from a Precambrian protolith, has also been affected by a "migmatite-I" event, with various anatexites plus an anatectic granite in the deeper part of the Z1-zone. The SM key-formation is the Brivadois Leptyno-Amphibolic Group ( where Brivadois < Brioude) with more than 80% of leptynites (= alkali feldspar-rich felsic gneisses, primitively igneous rocks) alternating with subordinate mafic rocks (peridotite to amphibolite). The SM is encircled to the SW, SE and NE by the Desges-Senouire-Doulon synclinorium (pl. 2) comprising Y1-, Z2-, Z1-zones of the zoneography-I with a similar related migmatite-I event. Later, this second synclinorium has been affected by an Hercynian (~Early Carboniferous in age) event of deformation and lower grade metamorphism (chlorite-sericite schists of the Y2-zone), related to a zoneography-II and associated to a migmatite-II event.
Pour ce secteur central du socle du Massif central français, autour de la ville de Brioude, une carte géologique en planche hors-texte (pl. 3) à 1/440.000 couvre environ 150 km x 80 km. Deux autres cartes (pl. 4-5) recensent sur ce fond géologique (1) les affleurements d'amphibolites, pyroxénites et péridotites serpentinisées (2) les gîtes de minéralisation en stibine, en fluorine et en uranium. Les terrains cristallophylliens étudiés sont compris entre des massifs, pour l'essentiel postérieurs, de granites hercyniens (Velay à l'Est, Livradois-Forez au Nord, Margeride au S et SW) et sont recouverts par les coulées de basalte néogènes du Cantal et du Cézallier à l'W. Les formations cartographiées, cristallines et hautement métamorphiques, sans possibilité d'y établir une stratigraphie par absence de litage sédimentaire et du moindre fossile, sont l'objet d'une description pétrographique et structurale appuyée par une trentaine d'analyses chimiques nouvelles. Est notamment défini le "groupe leptyno-amphibolique brivadois" (GLAB), une succession pluri-kilométrique litée en grand, d'ectinites à faciès felsiques (leptynites, à chimie pour certaines de volcanites acides) et à faciès mafiques subordonnés (péridotites, serpentinites, amphibolites). Peut-être à rapporter au Précambrien, le GLAB sert de repère structural dans un fond de gneiss et de micaschistes à biotite ± muscovite, sillimanite, parfois disthène. La cartographie permet de dessiner le "synclinorium de Massiac" (SM, pl. 1), une structure de 40 km x 20 km axée NW-SE. Ses bords correspondent à une couronne de migmatites (anatexites de la migmatisation-I), d'abord schisteuses puis grenues en allant vers l'extérieur du SM, où existent des granites d'anatexie subordonnés. Ce synclinorium d'ectinites-I et migmatites-I serait zonéographiquement dans les gneiss inférieurs Z1 (cf. nomenclature ci-après). Le SM est ceinturé (au SW, SE et NE) par une structure arquée, le "synclinorium Desges-Senouire-Doulon" (pl. 2), qui aurait comporté initialement les zones Z1+Z2+Y1 d'ectinites-I et subi la migmatisation-I, mais aurait été largement affecté par un second métamorphisme (ectinites-II dans la zone Y1) et une migmatisation-II ultérieurs considérés comme hercyniens. On serait ainsi en présence de deux zonéographies superposées. La thèse alternative pour cette région d'une structuration en nappes hercyniennes est réfutée, notamment les travaux de A. Demay qui proposait de voir un synclinal de nappe hercynien dans le synclinorium de Massiac. Il est rappelé (p. 12) que la méthode zonéographique due à J. Jung et M. Roques divisait le terrain cristallophyllien en : --Ectinites : formations où la recristallisation s'est faite dans un climat topochimique. Les ectinites de la séquence pélitique repère comprennent les zones d'isométamorphisme suivantes: X zone non métamorphique; Y2 zone des micaschistes supérieurs = schistes à chlorite et séricite; Y1 zone des micaschistes inférieurs = micaschistes à biotite et muscovite; Z2 zone des gneiss supérieurs = gneiss à biotite et muscovite; Z1 zone des gneiss inférieurs = gneiss à biotite et sillimanite; U zone des gneiss ultra-inférieurs = gneiss à orthose et cordiérite. --Migmatites: formations où la recristallisation s'est faite dans un climat métasomatique. Les migmatites sont des gneiss riches en feldspath (surtout alcalins) ; la biotite, la muscovite, la cordiérite, la sillimanite, le grenat y sont les minéraux les plus courants. Leur texture litée est : soit régulière, réalisant le faciès embréchite ; soit irrégulière (nébulitique, artéritique, agmatique...) et le faciès anatexite apparaît. Dans les formations migmatiques, les deux faciès peuvent apparaître simultanément, les embréchites occupant alors volontiers la partie supérieure de la formation, ou indépendamment l'un de l'autre.
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Dates et versions

tel-00765853 , version 1 (17-12-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00765853 , version 1

Citer

François-Hubert Forestier. Métamorphisme hercynien et antéhercynien dans le bassin du haut-Allier (Massif Central français). Géochimie. Faculté des Sciences de l'Université de Clermont-Ferrand, 1961. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00765853⟩
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