La chaîne pyrénéenne présente des structures de déformation bien exposées et des roches sédimentaires syntectoniquesbien conservées qui en font un objet idéal pour étudier les failles. En effet, les textures, structures, compositions chimiques etisotopiques enregistrées par le coeur de la faille chevauchante peuvent renseigner sur les conditions et mécanismes de ladéformation et aussi contraindre dans le temps l’activité de la faille étudiée. Dans la présente thèse, trois chevauchements duversant sud Pyrénéen ont été étudiés pour mieux appréhender le comportement mécanique, chimique et isotopique desphyllosilicates dans des roches sédimentaires déformées. Ces roches sont d'âge éocène à triasique et sont impliquées dans degrand chevauchements (zone cisaillantes) à vergence sud. Ce travail combine observation pétrographique, analyse chimique,modélisation thermodynamique et technique de datation radiométrique 40Ar/39Ar sur des minéraux de moscovite/illite et dechlorite. La première faille étudiée est le chevauchement du Pic de Port Vieux (PPV), chevauchement de second ordre lié auchevauchement majeur de Gavarnie dans le sud-ouest de la Zone Axiale Pyrénéenne. Des mécanismes de pression-dissolutionet recristallisation, accompagnés d’interactions avec un fluide très réducteur sont les principaux paramètres responsables deschangements minéralogiques/chimiques observés dans la zone centrale de la faille. L'indice Kübler de la moscovite et lesdonnées thermométrique sur chlorite suggèrent des températures de 285°C ± 28°C pour l'activité de PPV. De plus, la datation40Ar/39Ar de la moscovite syn-cinématique indique que la faille a fonctionné il y a 36.9 ± 0.2 Ma, ce qui coïncide avec l’âge del'activité du chevauchement de Gavarnie. Les deux autres failles étudiées sont le chevauchement de Lakora qui est situé sur lebord sud de la zone Nord Pyrénéenne et celui de Monte Perdido (au niveau de Torla) situé dans la partie ouest de la zone Sud-Pyrénéenne. Ces deux chevauchements ont été affectés (déformés) par la mise en place de chevauchement de Gavarnie. Lesobservations pétrographiques et les analyses microstructurales ont démontré que la déformation est marquée par du plissement,du boudinage, par le développement d'une schistosité intense, de surfaces de cisaillement, de veines et par un enrichissement enphyllosilicates au coeur de la zone de faille des deux chevauchements. De manière similaire au chevauchement du Pic de PPV,les mécanismes de pression-dissolution et recristallisation sont les principaux mécanismes qui contrôlent la déformation et ilssont à l’origine de l'enrichissement en phyllosilicates néoformés dans les zones de failles des deux chevauchements. En se basantsur les mesures de l'indice de Kübler, il apparait que la déformation de Lakora et Torla s'est produite dans des conditions detempérature plus basse que celles enregistrées pour le chevauchement du PPV. Par ailleurs, es âges les plus jeunes obtenus parla technique 40Ar/39Ar ne peuvent être rattachés à l'âge de la déformation car ils sont plus vieux que les âges des sédimentsimpliqués dans les zones de faille. D'autres hypothèses sont proposées à la fin de cette thèse afin de comprendre les raisons decette incohérence dans les âges et afin de dater la déformation de Lakora et Torla. Ainsi l'ensemble des résultats de cette thèsemontrent que les minéraux phyllosilicatés peuvent être des outils thermochronologiques fiables permettant de dater avecprécision l'activité des failles lorsqu'ils ont été combinés avec des préparations d'échantillons précises et caractérisation détailléedes échantillons. / The Pyrenees belt features well-exposed deformation structures and well preserved syntectonic sedimentary rocksthat make it ideally suited to study thrust faults. The texture, structure and chemical-isotopic compositions of synkinematicphyllosilicates are widely used to estimate the deformation conditions-mechanisms and timing of fault activities. Therefore, inthe present thesis, three thrusts from the Pyrenean orogen have been studied to better understand the mechanical, chemical andisotopic behavior of phyllosilicates from deformed sediments of Eocene-Triassic age that have been involved in large southvergingshear zones. This work combined petrographic observation, chemical analyses, and thermodynamic modeling with40Ar/39Ar geochronology on muscovite/illite and chlorite. The first studied fault is the Pic de Port Vieux thrust (PPVT), a secondorderthrust related to the major Gavarnie thrust (GT) in the south-western part of the Pyrenees Axial Zone. The dissolutionrecrystallization,pressure solution mechanisms, and interaction with highly reductive fluids are the main parameters responsiblefor the mineralogical and chemical changes in the fault core zone. The Kübler index and chlorite thermometry suggest upperanchizoneto epizone conditions with a temperature of 285°C ± 28°C for the PPVT activity. Moreover, the 40Ar/39Ar step-heatingdating of synkinematic muscovite indicates that the fault activity occurred at 36.9 ± 0.2 Ma which coincides with the activity ofthe GT. The two other faults are: Lakora thrust that is located on the southern edge of the North Pyrenean Zone, and the MontePerdido thrust (Torla location) situated on the western part of the South Pyrenean Zone. The two thrust are affected (deformed)by the emplacement of the Gavarnie thrust. The petrographic-microstructural analyses on these faults demonstrated thatdeformation is marked by folding, boudinage, intense cleavage, shear surfaces/veins and enrichment of phyllosilicates in thefault zone of both thrusts. Similar to the PPVT, pressure-solution and dissolution-recrystallization mechanisms are the mainmechanisms that control deformation and enhanced the enrichment of the newly-formed phyllosilicates in the fault zones ofboth thrusts. Based on the Kübler index measurements, the deformation in the Lakora and Torla faults occurred at relativelylower temperature compared to the PPVT. The youngest total gas ages obtained by the 40Ar/39Ar technique are very old for theactivity time of both thrusts as they are older than the depositional ages of the sediments in the fault zones. Further investigationsare proposed at the end of this dissertation in order to better understand this anomaly in age and to successfully obtain the rightage of the two thrusts activity.Based on the results of this thesis, phyllosilicate minerals proved to be reliable thermochronological tools for fault activity atlow-grade metamorphism, when such tools are combined with careful sample preparations and detailed sample characterization.

Cette étude de terrain du massif des Ecrins (Alpes Occidentales, zone externe) montre que le raccourcissement Alpin est essentiellement accommodé dans le socle par des zones de cisaillement inverse top-vers-l'ouest ductile-fragile (probablement localisé par la présence de demi-graben) ainsi que par les nappes de charriage de la Meije et du Combeynot à l'Est du massif. Les failles normales N-S ne semblent pas avoir été réactivées. Ces zones de cisaillement sont caractérisées par une phengitisation des feldspaths le long de bandes anastomosées dont la géométrie traduit un gradient de déformation qui permet d'expliquer la formation des "plis de socle" soulignée par la géométrie des téguments de Trias. Les températures maximum d'enfouissement liées au charriage des unités internes sont proches de l'isotherme 335°C pour un gradient géothermique compris entre 20 et 25°C.km-1 depuis Bourg d'Oisans au Front Pennique. Les zones de cisaillement ont été datées entre 33 et 25 Ma (40Ar/39Ar sur phengites syn-cinématiques), ce qui suggère qu'elles ont été initiées très tôt après l'enfouissement de la zone externe qui débute vers 34Ma. Les phyllonites présentent des âges plus jeunes que les mylonites, ce qui traduit une localisation de la déformation le long de ces bandes anastomosées de faible résistance entre 30 et 25Ma. Le raccourcissement NO-SE observé le long du Front Pennique semble synchrone des déformations E-O à NESO du massif des Ecrins. La présence d'une zone de cisaillement transpressive senestre diffuse entre le massif des Ecrins et les Alpes Ligures, issu de la réactivation d'une zone de transfert Liasique, permettrait d'expliquer en partie la cinématique d'édification Oligocène des Alpes Occidentales. Au Miocène, la déformation se localise le long d'un plan de chevauchement sous le massif de Belledonne, donnant naissance au Vercors, ainsi que le long du Front Pennique réactivé en faille normale. / This field-based study of the Ecrins massif (Western Alps, external zone) show that the Alpine shortening is accomodated within the basement by brittle-ductile top-to-the-west reverse shear zones (probably localized by half-graben) as well as by the thrust sheets of La Meije and Combeynot to the east of the massif. The N-S normal fault do not seems to be reactivated. These shear zones are characterized by a phengitisation of feldspars along anastomosing planes whose geometry reflect a strain gradient which explain the "basement folds" formation underlined by the geometry of Triassic teguments. The maximum temperatures reach by the cover, due to the burial under the internal nappes are close to the isotherms 335°C for a geothermal gradient close to 20-25°C.km-1 from Bourg d'Oisans to the Penninic Frontal Thrust (PFT). The shear zones were dated between 33 to 25 Ma (40Ar/39Ar on syn-kinematics phengites), suggesting that they were initiated slightly after the burial which start close to 34 Ma. The phyllonites show younger ages than mylonite; that argue a localization of the deformation along these anastomosing planes between 30 to 25Ma and traduce a weak crust. The NW-Se shortening observed alonf the PFT seems to be coeval with the E-W to NE-SW shortening of the Ecrins massif. A sinistrial transpressive diffuse shear zones between the Ecrins massif and the Ligurian Alps, which is probably a reactivated Liassic transfer zone, can explaina part of the Oligocene building kinematics of the Western Alps. During Miocence, the deformation is localized along a crustal thrust under the Belledonne massif, which has given the Vercors massif, and along the PFT, reactivated as a normal fault.

L’Escarpement des Ghâts Occidentaux borde la marge passive Ouest de l’Inde péninsulaire et sépare le bas-pays de la plaine côtière des hauts-plateaux à l’Est comme celui des trapps du Deccan vieux de 63 Ma et celui des roches précambriennes. Il a été suggéré une mise en place de cet escarpement par érosion d’un épaulement de rift élevé, et des mesures thermochronologiques ont estimé une forte dénudation dans la plaine côtière autour de ~ 50 Ma.Nous apportons des contraintes temporelles complémentaires quant à l’évolution de cette marge passive, par datation 40Ar-39Ar d’oxydes de manganèse potassiques (cryptomélane) extraits de formations latéritiques, reliques des paléosurfaces d’altération, sur le plateau et dans la plaine côtière. Trois principales paléosurfaces ont été identifiées, échantillonnées puis datées sur le plateau à différentes altitudes, ainsi qu’une quatrième dans la plaine côtière. Des latérites datées à 47 Ma dans la plaine côtière impliquent que l’escarpement existait déjà à l’Eocène moyen alors qu’une intense altération bauxitique affectait les deux côtés de l’escarpement. Nos résultats indiquent également des taux d’érosion faibles (~ 4 m.Ma-1) au pied de l’escarpement depuis 47 Ma, et un taux d’incision aussi faible (~ 5 m.Ma-1) depuis 19 Ma. Sur le plateau, l’érosion est plus importante mais inférieure à 15 m.Ma-1 depuis 45 Ma, et l’incision est inférieure à 6 m.Ma-1 depuis 23 Ma. Nos résultats indiquent de surcroit un diachronisme longitudinal des érosions et altérations de part et d’autre de l’escarpement depuis sa formation, et suggèrent la mise en place d’un gradient climatique fort entre l’Ouest et l’Est dès l’optimum climatique Eocène. / The western continental passive margin of Peninsular India is marked by the Western Ghats escarpment, which separates the coastal lowland from the highland plateaus and is carved both into the 63-Ma old Deccan Trapps and their Archean basement. Previous studies suggested establishment of the escarpment by erosion across an elevated rift shoulder, and thermochronologic models predicted strong denudation in the coastal lowland by ~ 50 Ma.We provided complementary time constraints on the evolution of the passive margin by 40Ar-39Ar dating of supergene K-Mn oxides (cryptomelane) sampled in lateritic formations exposed on paleosurfaces, which are preserved as relicts on the highland plateau and in the coastal lowland on both sides of the escarpment. Three main lateritic paleosurfaces were identified, sampled and dated in the highland at different altitude ranges, and one in the lowland.Preservation of laterites as old as 47 Ma in the coastal lowland implies that the escarpment already existed in the Mid-Eocene while intense bauxitic weathering was taking place on both sides of the escarpment. Our results indicate limited erosion (~ 4 m.Ma-1) at the foot of the escarpment since 47 Ma, and low incision rate of the lowland (~ 5 m.Ma-1) since 19 Ma. Ages obtained on the highland indicate further Neogene erosion but at less than 15 m.Ma-1 since 45 Ma, and incision lower than 6 m.Ma-1 since 23 Ma. Our results further document post-Eocene divergent erosion and weathering histories across the escarpment since it was formed, suggesting installation of a dual climatic regime on either sides of this escarpment after the Eocene peak greenhouse.

Ce mémoire rassemble une série d'études conjointes paléomagnétiques et géochronologiques (40Ar/39Ar) sur des intrusions Précambriennes et Paléozoïques du Massif Armoricain ainsi que sur une intrusion Carbonifère Inférieur du sud Portugal. Ces études combinées ont montré qu'il était possible de dater des paléopôles de façon très précise par comparaison des températures de blocage magnétique et de fermeture isotopique. Elles ont néanmoins souligné l'extrême rigueur nécessaire à l'attribution d'un âge à une composante d'aimantation. En effet, la méconnaissance de certains paramètres, telle que la vitesse de refroidissement des corps intrusifs, peut être à l'origine d'une mauvaise estimation de l'âge d'acquisition des composantes d'aimantation. Par contre, une étude paléomagnétique et géochronologique effectuée dans le cadre de tests de contact a clairement montré que, contre toute attente, les système isotopiques et magnétiques d'un même échantillon pouvaient fonctionner dans le cas d'un métamorphisme de contact, de façon totalement disjointe. Sur un plan purement paléomagnétique, les résultats obtenus confirment l'hypothèse selon laquelle le sud du Royaume-Uni, la Tchécoslovaquie et le Massif Armoricain se sont comportés comme une masse continentale cohérente, appelée "plaque Armorica", durant la fin du Précambrien, dans une position proche de celle de Gondwana et ceci, semble-t-iJ, jusqu'à la fin du Silurien. D'autre part, la méthodologie et le champ d'application de la méthode de datation 40Ar/39Ar ont profondément évolué avec la mise au point, en partie dans le cadre de ce travail, d'une sonde laser, qui a permis d'aborder d'une façon nouvelle des problèmes liés à la présence d'excès d'argon, à du recul de l'argon ou à des hétérogénéités au sein de populations minérales.

La tsavorite, grossulaire vert à V-Cr-Mn, est contenue dans des gneiss et roches calco-silicatées graphiteux, souvent associés à des marbres dolomitiques, et appartenant à la ceinture métamorphique néoprotérozoïque mozambicaine. La tsavorite se trouve soit dans des nodules ou des veines de quartz (gisements primaires), soit dans des placers (gisements secondaires). L'étude minéralogique des tsavorites propose un nouveau protocole de certification de leur origine géographique, à partir du rapport V/Cr, de la teneur en Mn et du [delta]18 O. L'étude des gisements de Lemshuku et Namalulu en Tanzanie montre que le métamorphisme des protolithes sédimentaires riches en matière organique et évaporites s'est effectué à P = 7,0 ± 0,4 kbar et T = 677 ± 14°C, à 634 ± 22 Ma (datation U-Th-Pb sur monazite). Le bâti métamorphique s'est refroidi vers 500 Ma (datation 40Ar-39Ar sur muscovite). Deux stades de métasomatose sont reliés à la formation de la tsavorite : (i) une métasomatose de diffusion formant les nodules à P = 5,0-7,4 kbar et T = 580-691°C; (ii) une métasomatose calcique d'infiltration contemporaine de la formation des veines de quartz à P = 3,6-4,9 kbar et T = 505-587°C. Ces dernières sont datées in situ par la méthode Sm-Nd à 606 ± 36 Ma. Les évaporites continentales, déposées dans une sabkha de côte marine avec des sédiments silico-calcaires, sont transformées en tsavorite dans le cas des nodules, alors que les sels fondus sont associés à la formation des veines de quartz. Les minéralisations sont contrôlées par la lithostratigraphie et la tectonique / Tsavorite, a (V, Cr, Mn)-bearing green grossular, is hosted by graphitic gneisses or calc-silicates, often asssociated with dolomitic marbles, and belonging to the Metamorphic Neoproterozoic Mozambique Belt. Tsavorite is found either as nodules or in quartz veins (primary deposits), or in placers (secondary deposits). The mineralogical study of tsavorites suggests a new protocol to certificate their geographical origin, based on the V/Cr ratio, Mn content and delta18O. The study of the Lemshuku and Namalulu deposits in Tanzania has shown that the metamorphism of organic matter-rich and evaporites-rich sedimentary protoliths occurred at P = 7.0 ± 0.4 kbar and T = 677 ± 14°C, at 634 ± 22 Ma (U-Th-Pb dating on monazite). The metamorphic series cooled down at around 500 Ma (40Ar-39Ar dating on muscovite). Two metasomatic stages are linked to the formation of tsavorite : (i) diffusion metasomatism forming nodules at P = 5.0-7.4 kbar and T = 580-691°C; (ii) calcitic infiltration metasomatism forming quartz veins at P = 3.6-4.9 kbar and T = 505-587°C. These last have been dated in situ with Sm-Nd dating at 606 ± 36 Ma. Continental evaporites, deposited in a coastal marine sabkha with (Si, Ca)-bearing sediments, transformed into tsavorite in the case of the nodules, while the molten salts are associated with the formation of the quartz veins. The mineralisations are controlled by lithostratigraphy and structure