La chaîne de collision d'âge néoprotérozoïque de Jiangnan, orientée NE-SW, marque la limite entre les blocs duYangtze et de Cathaysia. Son évolution tectonique reste encore débattue. Une des questions les plus controversées est l'âge de la collision entre les deux blocs. Afin d'acquérir une meilleure compréhension de ce problème, nous avons collecté des échantillons dans les couches sédimentaires situées au-dessus et au-dessous de la discordance dans le but de comparer les spectres d'âge des zircons détritiques et aussi de les confronter à ceux décrits dans les séries néoprotérozoïques des régions du Yangtze, Jiangnan et Cathaysia. En outre, nous nous sommes intéressés aux plutons granitiques d'âge néoproterozoïque de Sanfang et Yuanbaoshan, de type-S, situés dans la partie occidentale de la chaîne de Jiangnan afin de tracer l'évolution tectonique de la région depuis 830 Ma par la mise en œuvre de méthodes pluridisciplinaires : géologie structurale, géochronologie U-Pb, AMS, modélisation gravimétrique et thermochronologie Argon.Notre étude montre les résultats suivants : (i) La chaîne de Jiangnan s'est formée par la collision des blocs de Yangtze et Cathaysia entre ca. 865 and 830 Ma ; (ii) Les intrusions granitiques de 830 Ma se sont mises en place dans des formations encaissantes du groupe Sibao plissées et faillées. Les plutons ont été construits par accumulation latérale E-W de filons N-S, avec un écoulement horizontal du magma du sud vers le nord ; (iii). Un cisaillement ductile du haut vers l'Ouest a été reconnu dans la partie supérieure des plutons. Des âges Ar/Ar vers 420 Ma obtenus sur plusieurs grains de muscovite et biotite déformés impliquent que le cisaillement ductile peut être : a) formé pendant l'orogenèse du Paléozoïque inférieur de Chine du Sud, ou b) pendant la mise en place des plutons au Néoprotérozoïque dans une croûte chaude, sous la température de fermeture du chronomètre argon, puis lors de l'orogenèse du Paléozoïque inférieur, ce domaine crustal de Chine du Sud est passé au-dessous de 350°C; (iv) Durant la période 420-240 Ma, la région de Sanfang-Yuanbaoshana connu un refroidissement lent qui pourrait correspondre au ré-équilibrage isostatique de la croûte. / The Jiangnan Orogenic Belt is a NE-SW trending Neoproterozoic collisional suture, marking the boundary between the Yangtze Block and the Cathaysia Block. Its tectonic evolution is still debated. One of the most controversial questions is the timing of the collision between the Yangtze and Cathaysia blocks. In order to have a better understanding of this problem, we have collected the sedimentary rocks from the strata both overlying and underlying the Neoproterozoic unconformities to compare the detrital zircon age spectra between them, as well as to compare the detrital zircon spectra of Neoproterozoic sequences among the Yangtze, Jiangnan and Cathaysia regions. Moreover, we paid attention to the Neoproterozoic S-type granite plutons located in the western Jiangnan region in order to trace the crustal evolution in the Sanfang-Yuanbaoshan area since 830 Ma by multidisciplinary methods, including structural geology, geochronology, AMS, gravity modelling and Argon isotopic dating.Our study shows that : (i) The Jiangnan Orogenic Belt was built up due to the assembly of the Yangtze and Cathaysia blocks between ca. 865 and 830 Ma ; (ii) The 830 Ma granitic magma intruded into the pre-existing folds and faults in the Sibao group, the tongue-and/orsill-shaped plutonswere constructed by anE-W lateral accumulation of N-S oriented dykeswith adominantly northward horizontal magma flow from south to north ; (iii)A top-to-the-W ductile shearband has been identified on the top of plutons, (iv) the coherent mica Ar-Ar age of ca. 420 Ma, obtained from the deformed muscovite, implies that this shearing may be formed either a)during the Early Paleozoicorogeny, or b) during the Neoproterozoic plutons emplacement, then the plutons were exhumed by the Paleozoic orogeny ; (iv) During the 420-240 Ma period, the Sanfang-Yuanbaoshan area has experienced a slow cool ingrate, which may correspond to the isostatic re-equilibration of the crust.

Stikinia is a tectonostratigraphic terrane in the Canadian Cordillera comprised of the Early Permian Asitka Group, the Late Triassic Stuhini Group and the Early to Middle Jurassic Hazelton Group. William’s Gold property which coincides with the study area is located on the east-northeast margin of the Stikine terrane within a fault mosaic of Devonian to Permian Asitka Group carbonates and volcanic and sedimentary rocks of the Stuhini Group. The primary purpose of this study is to determine the timing of mineralization and the absolute ages of the intrusions within the Williams west region of the William’s Gold property. This study attempts to correlate mesothermal gold veining and Cu-Au porphyry style mineralization from the study area with mineralization that has occurred approximately 100km southeast at Kemess Mine. U-Pb, Ar-Ar geochronology and Pb isotopic studies were used to determine the ages and isotopic signatures of rocks located within the study area. Four samples of quartz monzonite and one sample of a feldspar porphyry gave U-Pb crystallization ages ranging from 221.4 to 183.6 Ma. Two samples G090062, and G090063 contained cores that cluster between 230 and 260 Ma and 330 and 380 Ma. The oldest gave an age of 420Ma. The presence of older cores suggests that the intrusion passed through older basement rocks, possibly the Paleozic Stikine Assemblage. A sample of alteration sericite from the T-bill prospect that is believed to occur syn-mineralization was dated using the Ar-Ar method and returned an inverse isochron age of 194.6 +/-3.5 Ma. The age of the sericite alteration did not correspond to the ages of the five intrusive units analyzed during this study. This suggests that the mineralization at the T-bill prospect was likely not genetically related to any of the intrusions dated in this study.

A recently discovered Bison-bearing fossil locality at Térapa, Sonora, Mexico, had previously been dated to 440 ± 130 ka using whole rock 40Ar/39Ar on a basalt flow that impounds the deposit. This age is considerably older than the accepted age of about 240-160 ka for the migration of Bison into greater North America. The Térapa deposit also contains a mixture of fossils from extralimital or extinct tropical animals and temperate animals. Constraining the age of the deposit is critical to interpret the paleontologic and paleoclimatologic implications of this unique Sonoran fossil locality. Three additional geochronological methods have been applied to this deposit (infrared stimulated luminescence (IRSL), amino acid racemization (AAR), and radiocarbon) and the data from the original 40Ar/39Ar age were revisited. The IRSL data suggest that the impounding basalt flow and the sediments that abut it were emplaced 43 ka ago and that the oldest sediments were deposited shortly after. Two radiocarbon ages suggest the fossiliferous sediments were emplaced by 42 ka. Effective diagenetic temperatures inferred from the AAR results, combined with AAR data from a similar-age deposit in southern Arizona, are in accordance with the 40-43 ka age estimates. For the AAR results to corroborate the 40Ar/39Ar age, the effective diagenetic temperature for the area would need to be approximately 3 °C, which is unrealistically low for northern Mexico. The new geochronological results suggest the Térapa deposit and fossils are 40-43 ka old. The anomalously old 40Ar/39Ar age for the impounding basalt is probably the result of low 40Ar* concentrations and inherited 40Ar.

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Développer une échelle de temps à haute résolution temporelle et commune aux différentes archives climatiques est une étape importante afin de quantifier avec précision les rapides variations climatiques passées et pour les placer dans un cadre chronologique unifié facilitant leurs inter-comparaisons et la quantification d’éventuels déphasages entre évènements, marqueurs ou archives climatiques.Le champ magnétique terrestre (CMT) regroupe l’ensemble des caractéristiques désirées pour développer un tel outil chronostratigraphique (expression dipolaire globale à la surface du globe, enregistrement dans diverses archives, variations en intensité indépendantes des variables climatiques). Bien que porteurs d’enregistrements continus, les sédiments ne donnent accès qu’aux variations relatives d’intensité du CMT. De plus, quand leur échelle de temps ne peut plus être placée sur celle des glaces polaires, elle est généralement obtenue par forçage orbital. Les laves, émises sporadiquement, enregistrent l’intensité absolue du CMT et sont datables par méthodes ⁴⁰Ar/³⁹Ar et K-Ar (indépendantes des variables climatiques). Elles fournissent ainsi des couples âge-paléointensité (A-PI) permettant de calibrer les enregistrements sédimentaires et de les transférer sur des échelles de temps et d’intensité absolues. L’échelle de temps ainsi obtenue est par la suite transférable à diverses archives climatiques. Cette étude se focalise sur les derniers 200 ka. Les laves étudiées proviennent des jeunes volcans d’Ardèche et des phases récentes du volcanisme canarien. Les laves ardéchoises ont délivré des résultats de paléointensité non exploitables et des incertitudes trop importantes sur les âges. Aucun couple A-PI pertinent n’a donc été obtenu. Cependant, nos résultats géochronologiques démontrent l’importance de combiner les 2 méthodes de datation K-Ar et ⁴⁰Ar/³⁹Ar pour tester l’exactitude et la signification géologique des âges obtenus. Pour ces laves, porteuses d’indices de contamination crustale et mantellique, nous suggérons que l’excès d’argon est situé dans des sites de rétention basses températures (<600°C). Les âges ⁴⁰Ar/³⁹Ar obtenus, apparemment non affectés par l’excès d’argon, décomposent l’activité volcanique en 3 phases : 1 au Nord (180±30 ka) et 2 au Sud (31±4 ka et 24±8 ka).Les laves canariennes ont produit 14 nouveaux couples A-PI (dont 9 datés conjointement en K-Ar et ⁴⁰Ar/³⁹Ar). Ces données ont été combinées à celles disponibles et triées de manière à ne garder que celles issues de protocoles d’analyses robustes et suffisamment précises. Les 51 données retenues ont été comparées aux courbes sédimentaires disponibles afin d’obtenir de nouvelles contraintes temporelles sur 0-200 ka. Sur 0-80 ka, les données confirment la bonne calibration de GLOPIS-75 initialement basée le minimum d’intensité de l’excursion du Laschamp et sur l’évolution du CMT entre 20 et 10 ka. En particulier, 3 de nos données réparties entre 45 et 60 ka sont cohérentes avec l’évolution du signal magnétique présentée par GLOPIS-75, complétant ainsi le jeu de contraintes sur cet intervalle. De 80 à 140 ka, les données retenues, bien qu’ayant des incertitudes temporelles parfois importantes, sont cohérentes avec les courbes sédimentaires validant ainsi leur niveau moyen de calibration sur cette période. Ces données confirment également la baisse d’intensité lors de l’épisode ancien du Blake à 120 ka, baisse d’intensité bien documentée par PISO-1500 mais très lissée sur SINT-2000. Avant 140 ka, les données sédimentaires et volcaniques disponibles sont trop incohérentes : aucune calibration n’a donc été entreprise sur cette période. Enfin, 2 données produites suggèrent un évènement géomagnétique bref vers 155 ka. Un tel événement n’est pas observé dans les courbes sédimentaires globales et les modèles disponibles vers 155 ka mais quelques études individuelles mentionnent localement un évènement géomagnétique vers 150 ka (Autriche, Russie et Mer de Chine). / The understanding of climatic mechanisms and rapid climate changes requires a high-resolution, robust, and precise timescale which allows long-distance and multi-archives correlations.An appropriate tool to construct such a timescale is provided by the Earth magnetic field (EMF). The EMF is independent from climatic variations and its past evolution, global at the surface of the Earth, is recorded by most of the geological/climatic archives. Sedimentary sequences provide continuous records of relative intensities of the EMF on timescales usually based on ice core age models or orbital tuning. Lavas, though discontinuously emitted through time, record the absolute intensity of the EMF during their cooling at the surface of the Earth. Lavas are dated using 2 complementary methods: ⁴⁰Ar/³⁹Ar and K-Ar, both independent from climatic parameters. Lavas have therefore the potential to deliver tie-points (age-paleointensity couples) enabling the time calibration of sedimentary sequences and their transfer onto absolute intensity scale and chronological time scale. This timescale can then be transferred to other climatic archives. The present study focusses on the last 200 ka with lavas sampled from young volcanoes of Ardèche (South Massif Central, France) and recent phases of volcanism in the Canary Islands.Lava flows from Ardèche provided unexploitable paleointensity results and ages with large uncertainties. Therefore, they failed to provide suitable tie-points. However, our geochronological results evidence how crucial the combination of both the K-Ar and 40Ar/39Ar methods is to test the accuracy and geological meaning of the ages. Ardèche lavas have abundant mantellic and crustal xenoliths, potential carriers of excess ⁴⁰Ar*. Our study suggests that the argon excess is located in sites that decrepitate at low temperature (<600°C). Because ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages are not affected by excess ⁴⁰Ar*, they provide reliable results. The new age dataset indicates that the volcanic activity of Ardèche can be divided in 3 phases: the oldest one (180±30 ka) took place in the northern part of the studied area and 2 younger phases are expressed in the South (31±4 ka and 24±8 ka).The study of the Canarian lavas produced 14 tie-points (9 out of 14 dated combining K-Ar and ⁴⁰Ar/³⁹Ar results). These data have been added to the available ones for the same time period. The published data have been selected on the basis of robust analytical protocols and accuracy. The 51 data finally selected are compared to available sedimentary stacks. Over the last 80 ka, the volcanic data corroborate the calibration of GLOPIS-75, initially based on volcanic and archeomagnetic data between 10-20 ka and the low intensity observed in the Laschamp excursion. Three newly produced data, dated between 45 and 60 ka, extend the database initially used to older periods and they are also consistent with the initial calibration of GLOPIS-75. Between 80 and 140 ka, though volcanic data have significant uncertainties (in age and/or paleointensity), they are consistent with available sedimentary records and validate their calibration level on the long-term. At a shorter time scale, volcanic data corroborate the intensity low reached during the older phase of the Blake excursion (120 ka) by PISO-1500, whereas this low does not appear in SINT-2000. For ages older than 140 ka, not only the volcanic data are scattered, but also the sedimentary records are different from one another and no conclusions could be drawn. Finally, 2 of our data suggest a brief geomagnetic event around 155 ka. Such an event cannot be seen on available global sedimentary stacks or models, even though some individual studies report a local geomagnetic event around 150 ka (Austria, Russia, and China Sea).

Le gisement de Tocantinzinho est situé sur la province aurifère de Tapajós et est le plus grand gisement d'or de la province, avec 53,9 tonnes d'or estimées. Sa formation commence par un magmatisme granodioritique autour de 2005 Ma, suivi d'un magmatisme granitique. Le granite Tocantinzinho est composé de deux faciès principaux (syenogranite - 1996± 2Ma; monzogranite 1989±1 Ma), des corps d’aplite et de pegmatite, qui suggère un magmatisme enrichie en fluide et mis en place à faible profondeur. Intrusifs dans ces roches, des dykes d'andésite (1998±8Ma) ont des fragments de granite et des mélanges entre les 2 magmas suggèrent un magmatisme à la fois continu et polyphasé. Il est proposé que les premiers dykes d’andésite se sont mis en place alors que le granite n’était pas entièrement cristallisé (mingling) et les derniers lors des stades de déformation à l’état solide du granite. Utilisant la courbe de refroidissement, un âge minimum de 1975 Ma a été estimé pour l’andésite. Les taux de refroidissement des roches plutoniques varient de 3,6 à 14,7°C/Ma, avec une moyenne de 7,5°C/Ma, suggérant que les processus d'exhumation verticale sont faibles. La géométrie allongée du granite ainsi que la tectonique syn-magmatique de l'andésite corroborent la prédominance des mouvements horizontaux. L’affinité calc-alcaline fortement potassique et des anomalies en niobium définissent deux configurations possibles pour le cadre géotectonique: arc continental de type Andin ou Post-collisionnel. Compte tenue la relation génétique entre magmatisme, cisaillement décrochant et les faibles taux de refroidissement, l’environnement post-collisionnel est plus probable. Cela ensemble avec les âges nous permettent de comparer ces roches avec celles de la Suite Intrusive Creporizão (1997-1957Ma). La dacite (1992 ± 2 Ma) recoupe les autres roches, cependant, la signature géochimique comparable aux roches anorogéniques suggère qu’elle appartient à une série magmatique distinct. La zone minéralisée est limitée par deux failles majeures senestres de direction N100°-130E°. Le granite Tocantinzinho et les roches hypo-volcaniques déformées sont dans ce couloir, altérées par de fluides hydrothermaux et minéralisées pendant deux phases tectoniques distinctes. La première est caractérisée par des brèches et des microfractures remplies par muscovite (1864±5Ma) et pyrite, associées à de faibles teneur d’or (<1,5ppm) restreintes au granite. La deuxième phase a été contrôlée par le cisaillement décrochant senestre normal générant des fentes de tension et des brèches remplies par quartz, chlorite, calcite, albite, rutile, pyrite, galène, sphalérite, chalcopyrite et or. La teneur en or peut atteindre jusqu'à 70 ppm dans les veines riches en sulfures. Ces structures de remplissage syntectonique sont parallèles entre elles et orientées N30-60°E. Deux hypothèses ont été proposées pour expliquer la genèse du gisement: la première considère une relation génétique entre magmatisme et minéralisation au moins pour le premier stage de minéralisation selon un modèle porphyrique et la seconde alternative considère une réactivation des failles préexistantes par une tectonique transtensive liée au magmatisme Maloquinha (ca. 1880Ma) pour les deux stades minéralisateurs. Les deux phases dans les deux hypothèses, ont été classées comme des minéralisations de type magmato-hydrothermale qui pourraient être classées soit comme des systèmes d'or liés à l'intrusion. De nouveaux travaux sur le terrain et en laboratoire seraient nécessaires pour identifier et caractériser la nature et la source des fluides hydrothermaux, pour dater la minéralisation et mieux comprendre le rôle des roches hypo-volcaniques. Toutefois, les premiers résultats, et notamment le rôle fondamental du contrôle tectonique pour la minéralisation sont très significatifs et peuvent aider de manière conséquente à l'établissement des programmes d'exploration et d'exploitation futurs. / The Tocantinzinho deposit is located on the Tapajós Gold Province and is the largest gold deposit within Province, with 53,9 tons of gold. Its formation begins with a granodioritic magmatism around 2005Ma, followed by a granitic magmatism 10 Ma latter. The Tocantinzinho granite is composed by two main facies, syenogranite (1996±2Ma) and monzogranite (1989±1Ma), and by aplite and pegmatite bodies, suggesting a fluid-rich magmatism at shallow depth. Andesite dikes (1998±8Ma) are intrusive in both rocks. Sharp fragments of those rocks along contacts and minor mingling with granitic magma suggest a multiphase magmatism at distinct timing. The first dikes have intruded within granite when it was crystalizing, thus a minimum age of 1975Ma was estimated. Cooling rates of plutonic rocks vary from 3.6 to 14.7°C/Ma, with an average of 7.5°C/Ma, suggesting vertical exhumation processes were minor. The elongated geometry of granite along with sin-magmatic strike-slip tectonics of andesite corroborate the predominance of horizontal movements. Geochemical analysis show high-K calk-alkaline affinity and niobium anomaly indicator of two possible geotectonic settings for these rocks: Andean-type continental arc or post-collisional one. Considering the genetic relationship between magmatism, strike-slip faults, and low cooling rates, a post-collisional setting is more likely. The geochemical signature, ages and style of tectonism allow us to compare those rocks with the ones from Creporizão Intrusive Suite (1997-1957Ma). Dacite dikes (1992±2Ma) cut across all other rocks, but the temporal relationship among them remains misunderstood, due to the geochemical signature similar to the anorogenic rocks, suggesting it belongs to a distinct and latter magmatic series. Indeed, the dated zircons were probably inherited from host rocks. The mineralized area is restricted to a domain constrained by two major sinistral strike-slip N100°-130E°E faults that comprises the Tocantinzinho granite and sub-volcanic rocks, which were hydrothermally altered, brittle deformed and mineralized during two phases. The first one is characterized by breccias and microfractures infilled with muscovite (1864±5Ma) and pyrite, which contains low gold grades and are restricted to the Tocantinzinho granite. The second phase was controlled by strike-slip and normal tectonics generating tension gashes veins and pull apart breccias infilled with quartz, chlorite, calcite, albite, rutile, pyrite, galena, sphalerite, chalcopyrite, and gold. The gold grade can reach up to 70 ppm in some sulfide-rich veins. These structures are parallel and mainly trends N30-60°E, showing textures and orientated minerals typical of syn-tectonic infilling. Based on petrographical features and argon ages two hypothesis were proposed for the ore genesis: the first one consider a genetic relationship between magmatism and ore fluids for first mineralization stage and the second hypothesis consider a reactivation of pre-existing faults by an extensional tectonism related to the Maloquinha Intrusive Suite magmatism (ca.1880Ma) for this phase. The second mineralization phase is considered as formed as consequence of tectonic reactivation at ca. 1880Ma, in both hypothesis. Both phases in both hypothesis were classified as magmatic-hydrothermal ore mineralization and might be classified as intrusion-related gold systems. However, new field works are important in order to identify and characterize the nature and source of hydrothermal fluids, as well as ore dating and new geochemical and geochronological data of sub-volcanic rocks are imperative to better understand the genesis and evolution of the Tocantinzinho gold deposit. Such results, strongly linked to the fact that the tectonic control seem significant, may help for future exploration and exploitation programs.

Un des enjeux majeurs en Sciences de la Terre est la compréhension des mécanismes de déformation de la lithosphère continentale dans des zones de convergence. Le plateau Tibétain constitue un laboratoire naturel idéal pour l'étude des processus crustaux profonds actifs dans ces contextes, du fait de sa superficie et de son altitude remarquables. Le soulèvement et l'épaississement de la croûte Tibétaine ont été classiquement attribués aux effets de la collision Inde-Asie Tertiaire. Cependant, cette interprétation a été récemment mise en question par une série d’observations géologiques et géophysiques non concordantes, à différents endroits du plateau.L'objectif de cette thèse est de quantifier l’importance de l’héritage géologique dans la déformation à long-terme et à court-terme d’une chaîne active, en déchiffrant les différentes étapes de la structuration des Longmen Shan, la bordure la plus énigmatique du plateau Tibétain. Dans la chaîne des Longmen Shan la croûte Tibétaine est très épaissie (>60 km) et l'activité tectonique est localisée le long des failles d’échelle lithosphérique, comme démontré par les séismes de Wenchuan 2008 (Mw 7.9) et de Lushan 2013 (Mw 6.6). Un fort gradient topographique est présent, bien que les taux de convergence mesurés par GPS soient très faibles (<3 mm/an). Ces caractéristiques ne sont pas explicables par un modèle unique de déformation crustale, ce qui suggère une forte contribution de l'héritage géologique acquis avant la collision Inde-Asie dans la structure actuelle de la chaîne.Une étude pétro-chronologique qui combine des observations microstructurales avec la cartographie chimique des minéraux majeurs et accessoires, la modélisation thermodynamique et la datation in-situ par méthode 40Ar/39Ar et U-Pb/Th sur mica et allanite a été appliquée aux roches métamorphique à l’affleurement de chaque côté des faille majeures. L’analyse haute résolution montre que les minéraux métamorphiques dans la matrice des sédiments à grenat provenant des unités internes de la chaîne préservent dans leur composition le témoignage de différentes étapes du métamorphisme. Ceci s’explique par un rééquilibrage chimique incomplet en raison de la variabilité des fluides disponibles au cours du métamorphisme. Les différentes étapes du métamorphisme sont aussi enregistrées dans le signal 40Ar/39Ar des micas et dans la composition des minéraux accessoires.La compréhension des processus pétrologiques à petite échelle a été intégrée aux observations de terrain afin de quantifier l’épaississement de la croûte Tibétaine au Mésozoïque (> 30 km) et de mettre en évidence un saut métamorphique >150°C à travers les failles majeures, hérité de la tectonique Mésozoïque. Si les unités internes de la chaîne ont été fortement déformées, découplées du socle cristallin et métamorphisées à T ~580-600°C (P ~11 kbar), les unités externes apparaissent moins déformées et épaissies (T< 400°C, P< 5 kbar). Une exhumation partielle du socle depuis c. 20 km de profondeur a été également documentée à 120-140 Ma et reliée à un évènement tectonique méconnu auparavant.Cette thèse a ainsi permis de quantifier la durée et les conditions qui caractérisent les différentes étapes de la maturation de la chaîne: les unités internes atteignent la relaxation thermique 40 Ma après le début de la propagation du prisme orogénique. Le socle est réactivé 40 Ma plus tard, lorsqu’il atteint des conditions thermiques proches de celles de sa couverture sédimentaire. L’héritage géologique Mésozoïque contrôle fortement l’état thermique et rhéologique de la croûte supérieure au moment de la réactivation Cénozoïque ainsi que la structure actuelle de la chaîne.L’étude petro-chronologique de différents segments de la chaîne a aussi mis en évidence une segmentation métamorphique héritée du Mésozoïque qui correspond à la segmentation actuelle des failles. Ceci suggère que des structures héritées pourraient en partie contrôler la localisation des séismes récents. / One of the major challenges in Earth Sciences is understanding how the continental lithosphere deforms in convergent settings, according to which timescales. For its elevation and extension the Tibetan plateau is an ideal natural laboratory for the study of deep crustal processes in active convergent settings. The rise and thickening of the Tibetan plateau has generally been related to the only collision between the Eurasian and Indian plates during the Cenozoic. However, this interpretation has been recently put into question by apparently contrasting geophysical and geological features observed at different locations on the plateau.The aim of this PhD is to quantify the importance of the geological inheritance in the long-term and short-term deformation of an active thrust belt, focusing on the Longmen Shan orogen, the most enigmatic border of the Tibetan plateau. In the Longmen Shan (eastern Tibet) the Tibetan crust is over thickened (>60 km), the tectonic activity is localized along lithospheric faults -as demonstrated by the occurrence of the Mw 7.9 Wenchuan (2008) and Mw 6.6 Lushan (2013) earthquakes- and a high topography survives despite low convergence rates measured by GPS (<3 mm/yr). These observations are hardly reconcilable in a unique model of crustal deformation, suggesting a contribution of the geological inheritance from the geological history preceding the India-Asia collision.A petro-chronological approach that combines microstructural observations, compositional mapping of major and accessory mineral phases, thermodynamic modelling, in-situ 40Ar/39Ar dating, Ar diffusion modelling and in-situ U/Pb-Th allanite dating was applied to metamorphic rocks on each side of the major faults that strike parallel to the belt. This high-resolution study shows that in garnet-bearing rocks of the internal units of the belt matrix minerals record different stages of the metamorphic path in their composition. This is due to an incomplete chemical re-equilibration explained by a variable fluid availability during metamorphism. Different stages of metamorphism and fluid-assisted reactions sequences are also recorded in the 40Ar/39Ar signal of micas and in the composition and textures of the accessory phases.The understanding of petrological processes at the small scale was combined with field observations to quantify the Mesozoic thickness of the Tibetan crust at > 30 km and to unravel a metamorphic jump of greater than 150°C across the major faults, inherited from the Mesozoic tectonics. While internal units of the belt were strongly deformed, decoupled from the basement and metamorphosed at T ~ 580-600°C (P ~11 kbar), external units were less deformed and experienced lower temperatures conditions (T < 400°C, P < 5 kbar). The partial exhumation of the crystalline basement from c. 20 km depth along the major fault (in both internal and external units) occurred at c. 120-140 Ma during a previously poorly documented tectonic event.The multi-method approach applied on a wide geographical area and on a large time interval enabled to quantify the rates and conditions of the different stages of the maturation of the belt; internal units reached the thermal relaxation at ~600°C 40 Ma after the beginning of the propagation of the orogenic load. The basement was re-activated 40 Ma later, at similar thermal conditions than its sedimentary cover. The Mesozoic geological inheritance is therefore a key element in the present structure of the belt and strongly controlled the rheological and structural state of the upper crust at the moment of the Cenozoic re-activation.The petro-chronological study of different segments of the belt showed an along-strike metamorphic segmentation of the Longmen Shan inherited from the Mesozoic. This segmentation corresponds to the present fault segmentation, underlying the potential role of inherited structure in controlling the geographic distribution of the recent earthquakes.

The Mount Somers Volcanic Group (MSVG) and Mandamus Igneous Complex (MIC) are the magmatic manifestations of the transition from convergence to extension at the Gondwana margin, which culminated in the separation of New Zealand from Australia and Antarctica. The MIC has been correlated both geochemically and temporally with the Central Marlborough Igneous Province (CMIP). The MSVG and CMIP are located in the Eastern Province of New Zealand. The MSVG is restricted to the Rakaia terrane, whereas the CMIP is restricted to the Pahau terrane. The Rakaia and Pahau terranes are thick accretionary complexes, which were strongly deformed as a result of prolonged subduction at the Gondwana margin. The Pahau terrane is the younger of the two and continued to be deposited and deformed until the abrupt cessation of subduction, which in the Marlborough sedimentary record occurred in the Motuan (100 - 105 Ma). Following the cessation of subduction, after an interval of 2-7 Ma of relative quiescence and subsidence of the Pahau terrane, the MSVG and MIC were erupted/emplaced. The production of MSVG and MIC magmas occurred simultaneously and the activity was of short-lived duration. SHRIMP geochronology yielded crystallisation ages of 97.0 ± 1.5 Ma to 98.0 ± 1.2 Ma from zircons separated from MSVG rhyolites. The SHRIMP ages are within error of the previously published Rb-Sr age for the MIC. The SHRIMP geochronology also confirmed the presence of inherited zircons which yielded ages consistent with their derivation from the Rakaia terrane. Ar-Ar geochronology confirmed the coeval nature of the MSVG and MIC magmatism, but yielded consistently younger ages (94.5 ± 3 Ma for the MSVG and 94.2 ± 1.7 Ma for the MIC). The systematic differences in ages obtained by SHRIMP and Ar-Ar are believed to be method-dependent. The MSVG comprises a calc-alkaline volcanic assemblage, which ranges in composition from basaltic-andesite lavas (SiO₂ = 54.5%) to high-silica rhyolites and ignimbrites (SiO₂ ≤ 78.1%). The MSVG had an original extent of at least 18 000 km². The magmas from the MSVG had high LILE/HFSE, high LILE/REE and moderately high LREE/HFSE which are characteristic of subduction derived magmas. Geochemical modelling suggests that the MSVG magmas were formed from partial melting of a subduction-modified mantle wedge, with high degrees of crustal assimilation. The assimilant had an isotopic composition similar to that of the Rakaia terrane, which is consistent with the geological setting of the MSVG. The MSVG has ⁸⁷Sr/⁸⁶Sri from 0.7055 to 0.7100 and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Ndi from 0.51254 to 0.51230 (ɛNd +0.5 to -4.2), which reflects varying degrees of contamination by Rakaia terrane. Radiogenic isotope modelling suggests that the MSVG end-members were derived from the same parent magma, which evolved through AFC processes from basaltic-andesite to rhyolite. The modelling strongly suggests that assimilation played a lesser role in the petrogenesis of the Malvern Hills magmas than in the petrogenesis of the other units. AFC modelling requires the degree of assimilation to increase as the magmas evolved. Oxygen isotope data are consistent with high degrees of crustal assimilation, and may indicate that the assimilant had higher ¹⁸O characteristics than the Rakaia terrane samples analysed. The MIC is an alkaline suite which ranges in composition from basalt and gabbro to syenite, trachyte and phono-tephrite. The MIC is interpreted to have formed from enriched asthenospheric mantle, with a composition similar to HIMU (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pbi ranges from 19.2 to 20.3). The samples range in isotopic composition from ⁸⁷Sr/⁸⁶Sri = 0.7030 to 0.7036, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Ndi = 0.51275 to 0.51268 (ɛNd +4.6 to +3.3). The range in isotopic composition is due to varying degrees of contamination by Pahau terrane, which reaches a maximum of 25% but in most samples is < 10%. The MIC is contaminated to a much lesser extent than the MSVG which is interpreted to be related to the thinner nature of the Pahau crust in the mid-Cretaceous. The latest phases of activity in the MIC were subjected to lower degrees of contamination which is interpreted to reflect the passage of magmas through pre-existing pathways. The onset of MSVG and CMIP magmatism coincided with the initiation of major rift-related depositional basins, and the eruption of the MSVG is demonstrably associated with normal faulting. The tectonic trigger responsible for the sudden onset of magmatism and rifting in the Eastern Province terranes was the detachment of the previously subducting slab following the cessation of subduction due to the arrival of the Hikurangi Plateau at the margin and the subsequent stalling of the Pacific spreading centre. The capture of the Gondwana margin led to the propogation of extension into the margin by the divergent Pacific plate. The ensuing extension aided the detachment of the subducting slab beneath the Eastern Province terranes. The slab-detachment promoted decompression melting of the sub-lithospheric mantle wedge to produce the MSVG magmas and triggered the ascent of asthenospheric mantle through the slab window, which melted through decompression to produce the CMIP magmatism. The asthenospheric mantle tapped by the slab detachment episode was highly enriched relative to N-MORB and is akin to the similar age HIMU-OIB affinity melts documented from Antarctica and Australia. The short-lived duration of activity is typical of slab-detachment related magmatism which occurs as a passive response to plate reconfiguration. The similarity in geochemistry of the MIC with OIB-affinity igneous centres in Australia and Antarctica implies an enriched mantle domain of large geographical extent. The distribution of relatively small volumes of OIB magmatism is suggestive of a fossil plume component, which was tapped in response to lithospheric extension producing relatively short-lived HIMU magmatism. The same fossil plume component has previously been implicated in the formation of the Cenozoic West Antarctic Rift System and may be responsible for the late Cretaceous magmatism in the Chatham Islands and Tertiary volcanics of the South Island of New Zealand.

Ce travail de thèse s'intéresse à l'événement transamazonien en Guyane Française. Le Transamazonien constitue l'événement géodynamique majeur structurant le bouclier des Guyanes entre 2.2 et 2.0 Ga. L'évolution de l'orogenèse transamazonienne est décrite en termes de croissance crustale, prenant en compte des processus de recyclage archéen ainsi que des processus d'accrétion juvénile et de réactivation thermotectonique au Paléoprotérozoïque. Notre travail axé sur une étude géochronologique (U-Pb et Ar/Ar) et une étude géochimique (éléments majeurs et éléments en trace) a permis de proposer un modèle d'évolution en quatre étapes : une première étape avec la formation d'une croûte océanique juvénile à 2.2 Ga, une seconde étape de croissance crustale, avec la formation de série TTG entre 2.18 et 2.1Ga. Cette seconde étape présente une évolution du contexte de subduction générant les TTG, le résultat est la formation de magmas type «sanukitoïdes». La troisième étape présente la formation de magmas calco-alcalins (2.1 à 2.08 Ga) résultant du «refroidissement» du contexte de subduction déjà initié lors de la seconde étape. Le stade final est caractérisé par la formation de granites d'anatexie crustale (2.1 à 2.06 Ga). Plus globalement, notre étude sur le Transamazonien s'intéresse à la question clé des domaines paléoprotérozoïques, qui est de définir quels types de processus étaient actifs à cette période ? Le Paléoprotérozoïque se situe à la transition entre la période archéenne dominée par des processus de croissance crustale dits «archaïques» et une période récente caractérisée par des processus de croissance crustale dits «modernes».

L'objectif de cette thèse est de caractériser les principales étapes de l'exhumation d'unités métamorphisées à haute pression, dans un contexte de subduction continentale profonde de la plaque européenne plongeant sous la plaque apulienne. Les cibles choisies sont les massifs de Vanoise Sud et d'Ambin (Zone Briançonnaise Interne des Alpes Occidentales). Ils renferment des unités de socle et de couverture, ayant toutes été métamorphisées à haute pression.<br /><br />Notre travail de terrain permet de cartographier en détail les macrostructures (schistosités, linéations, plis, bandes de cisaillement), et de proposer un calendrier des déformations. L'étude des microstructures, associée à l'analyse pétrologique des phases minérales, nous permet de définir les assemblages minéralogiques développés à chaque étape de déformation (D1, D2). Les estimations thermo-barométriques, couplées aux datations Ar-Ar in situ sur phengite (inédite dans les deux massifs), nous permettent de reconstituer dans un espace Pression-Température-temps-déformation, les principales étapes de l'exhumation des unités de socle et de couverture :<br /><br />- Une première phase alpine (D1) se développe dans le faciès des Schistes Bleus vers 50 Ma, et correspond au début de l'exhumation des unités subductées. Dans le massif de Vanoise Sud, nous montrons un fort contraste métamorphique entre les unités de socle (17kbar-480°C) et de couverture (11kbar–300°C). Nous l'interprétons comme la conséquence d'un découplage précoce au cours de l'enfouissement, en relation avec les cisaillements syn-Schistes Bleus à vergence NW.<br /><br />- L'événement D2 débute à 43 Ma dans le faciès des Schistes Bleus de bas grade, et se poursuit dans le faciès des Schistes Verts. L'événement cisaillant majeur à vergence est (C2) débute à 37 Ma et atteint son paroxysme à 34 Ma. D2 est associé à un réchauffement généralisé dans l'ensemble de la pile structurale (+100°C), qui permet d'atteindre le pic thermique (530°C-7kbar dans le socle, et 350°C–6kbar dans la couverture).<br /><br />- En Vanoise Sud, les unités de socle et de couverture sont juxtaposées autour de 30 Ma, à la faveur des cisaillements vers l'Est (3-4kbar-350°C). Nous repoussons la limite des dernières déformations ductiles à 28 Ma (3kbar-300°C).<br /><br />- L'exhumation tardive des unités se produit dans le domaine cassant, en trois étapes :<br />(i) entre 28 et 20 Ma : vitesses élevées atteignant 1.5 km/Ma.<br />(ii) entre 20 et 5 Ma : les unités stationnent à 3km de profondeur (période de stabilité thermique, vitesse de refroidissement = 1°C/Ma).<br />(iii) depuis 5Ma, nouvelle accélération de l'exhumation (0.6 km/Ma).