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Thèse Année : 2011

Structural, petrological and geochronological contribution to intracontinental tectonics of the European Variscan Belt (Sudetes, Vosges Mts)

Contribution structurale, pétrologique et géochronologique à la tectonique intracontinentale de la chaîne hercynienne d'Europe (Sudètes, Vosges)

Résumé

Intracontinental tectonic processes acting during Variscan orogeny are explored using a combination of structural geology, metamorphic petrology and geochronology. This approach is applied to study different levels of the orogenic crust in two Variscan massifs − the OrlicaŚnieżnik Dome (Sudetes) and the Vosges Mountains (NE France) − in order to decipher their Palaeozoic evolution. During the Devonian, the activity of subduction zones may have locally triggered back-arc opening, but more importantly generated crustal thickening within an intracontinental setting. In both massifs, the orogenic crust was consequently formed by the welding of autochtonous and allochtonous portions. During the subsequent Devonian- Carboniferous collision, the orogenic system underwent a polyphase tectono-metamorphic evolution. In the early Lower Carboniferous, vertical material transfers were achieved through crustal-scale folding and led to the juxtaposition of the buried middle crust with the extruded lower crust. It was followed by a localized flattening event which produced a major intra-orogenic boundary zone at mid-crustal level. The presence of such a zone allowed deformation decoupling between the upper and lower crust, and also favoured exhumation of the system during later extensional reactivation. In the late Lower Carboniferous, exhumation was simultaneously accommodated by a ductile thinning mechanism which operated under a coaxial regime in the core of the orogen, and by the activity of highly noncoaxial detachment systems which developed towards the margins of the orogenic belt. In the Variscan framework, the evolution of the Sudetes appears to be controlled by the closure of the Saxothuringian basin. Conversely, the Vosges basement initially recorded the influence of the quasi-orthogonal subduction zones of the Saxothuringian basin and the Palaeotethys Ocean, and later documented closure of the Rhenohercynian basin. The processes recognized in this work finally suggest that the character of intracontinental tectonics has not significantly changed throughout the entire Phanerozoic.
La tectonique intracontinentale de la chaîne hercynienne d'Europe est explorée en combinant géologie structurale, pétrologie métamorphique et géochronologie. Cette approche est appliquée à l'étude de différents niveaux de la croûte orogénique dans deux témoins hercyniens − le dôme d'Orlica-Śnieżnik (Sudètes) et les Vosges (NE France) − afin de reconstituer leur évolution paléozoïque. Au Dévonien, l'activité de zones de subduction peut localement aboutir à l'ouverture de bassins d'arrière-arc, mais génère essentiellement un épaississement crustal en domaine intracontinental. Dans les deux massifs, la croûte orogénique se forme alors par amalgamation de portions autochtones et allochtones. La collision dévono-carbonifère est ensuite responsable d'une évolution tectono-métamorphique polyphasée. Au début du Carbonifère inférieur, des transferts verticaux de matière s'opèrent grâce à un plissement d'échelle crustale et juxtaposent ainsi la croûte moyenne enfouie avec la croûte inférieure extrudée. Ce phénomène est remplacé par un aplatissement localisé conduisant à la formation d'une discontinuité intra-orogénique majeure au niveau de la croûte moyenne. Cette discontinuité va permettre un découplage total de la déformation entre croûte supérieure et croûte inférieure, et sa réactivation en régime extensif va favoriser l'exhumation de l'ensemble du système. A la fin du Carbonifère inférieur, l'exhumation est simultanément accommodée par un mécanisme d'amincissement ductile opérant en régime coaxial au coeur de l'orogène et par l'activité de systèmes de détachement fortement non-coaxiaux développés vers les bordures de la chaîne. Dans le cadre de l'orogenèse hercynienne, l'évolution des Sudètes paraît contrôlée par la fermeture du bassin saxothuringien situé au Nord. A l'inverse, le socle vosgien enregistre initialement l'influence des subductions quasi-orthogonales du bassin saxothuringien et de l'océan Paléotéthys avant de subir les effets de la fermeture du système rhénohercynien. Les processus reconnus dans ce travail suggèrent finalement que le caractère de la tectonique intracontinentale n'a que peu varié au cours du Phanérozoïque.
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Dates et versions

tel-00773597 , version 1 (14-01-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00773597 , version 1

Citer

Etienne Skrzypek. Structural, petrological and geochronological contribution to intracontinental tectonics of the European Variscan Belt (Sudetes, Vosges Mts). Earth Sciences. Université de Strasbourg, 2011. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00773597⟩
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