La description pétrographique et géochimique des roches granitiques et des minéralisations de la région de Meymac permet de délimiter un ensemble complexe dont les termes principaux peuvent se résumer ainsi : (*) granite porphyroïde de Meymac (*) coupole complexe (granite apical - leucogranite - stockscheider) de Neuf Jours (*) massifs de granites à grain fin de la Védrenne et du Cheix (*) filons et corps aplitiques (*) greisens minéralisés en Bi, Mo et W des Chèzes (*) greisens minéralisés en W, Mo de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à wolframite de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à cassitérite - wolframite du Colomby. L'interprétation géochimique est basée sur la recherche systématique de liens génétiques entre les divers termes de cette partition. ...// ... Les données géochimiques permettent de considérer le granite de Neuf Jours comme un produit évolué de la seconde lignée du granite porphyroïde, à partir des évolutions profondes supposées. Le leucogranite associé dérive du "granite apical" suivant une cristallisation fractionnée mettant en jeu une minéralogie notablement différente des précédentes, et où interviennent biotite, quartz, plagioclase, orthose, apatite et monazite. Une phase fluide peut également jouer ici un rôle important; en tous cas, on retrouve la trace de ce fluide démixé du leucogranite dans les apatites secondaires du granite apical greisenisé : les spectres de terres rares (anomalie en europium comprise) indiquent clairement que la source de la minéralisation de la coupole est le leucogranite. Un bilan effectué sur les roches greisenisées permet de montrer qu'il est possible d'expliquer le spectre de terres rares des fluides associés aux wolframites précoces des filons, par un échange entre le fluide issu du leucogranite et le greisen ; l'évolution ultérieure des spectres observés pourrait être due à des phénomènes de mélange avec des fluides n' ayant pas traversé le greisen (fluides métamorphiques?) . Il reste enfin à signaler des fluides très pauvres en terres rares mais présentant une anomalie positive en europium très forte, et dont les liens avec les autres termes décrits dans la coupole ne sont pas compris. Les minéralisations des Chèzes peuvent être dues soit à des granites de type Neuf Jours, soit aux termes évolués du granite de la Védrenne. Ce dernier ne peut pas appartenir directement à la même série que le granite porphyroïde : les seuls liens génétiques possibles semblent être des processus de fusion partielle qui restent fort hypothétiques: le mystère reste ici entier.

L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement du soufre dans des fluides hydrothermaux soumis à un métamorphisme de bas grade. Elle est séparée en trois études interconnectées couplant étude naturelle et expérimentale : i) une étude du cycle du soufre dans les évaporites carniennes de la "Nappe des Gypses" des Alpes françaises comme cas d’étude naturelle a été réalisée, ii) une étude de la spéciation du soufre dans les inclusions fluides associées à ces évaporites triasiques, et iii) une étude expérimentale du rôle de la spéciation du soufre sur le mécanisme de la Thermo-Réduction des Sulfates (TSR) et l’altération des hydrocarbures associée. La première étude repose sur le couplage d’une approche pétrographique classique et d’une étude détaillée des inclusions fluides, des isotopes stable (δ34S, δ33S, δ36S, Δ33S, Δ36S, δ13C et δ18O) et de la matière organique dans la "Nappe des Gypses". Ces études couplées ont permis d’identifier le processus de TSR comme la réaction contrôlant le comportement du soufre dans cette formation en système fermé. La seconde étude repose sur une nouvelle approche analytique couplant spectroscopie Raman in-situ et platine microthermométrique permettant de réchauffer jusqu’à 300°C les échantillons (naturel et synthétique). Ainsi, à température >100°C la présence de l’ion radicalaire S3- et d’autres espèces polymériques du soufre (Snx) a été mise en évidence dans la “Nappe des Gypses”. Cette étude confirme le rôle indispensable à la TSR de l’ion S3- et des Snx dans les fluides naturels. Cette étude naturelle a été complétée par une étude expérimentale préliminaire qui a permis de mettre en place de nouveaux protocoles expérimentaux en autoclave et en capillaires de silice couplés à des analyses spectroscopiques et isotopiques. Ceci afin de mieux comprendre le rôle de la spéciation du soufre dans les interactions entre une phase aqueuse et un fluide hydrocarboné lors de la TSR. Cette thèse conduit à une meilleure compréhension du rôle de la spéciation du soufre et son lien avec des composés organiques lors de la TSR en condition métamorphique de bas grade. Cela ouvre de nouvelles perspectives de compréhension des formations géologiques basées sur le couplage d’études géologiques classiques et d’études géochimiques plus fines / The aim of this thesis is to study the sulfur behavior in hydrothermal fluids subjected to low grade metamorphism. It is separated into three interconnected studies linking natural and experimental study: i) a study of the sulfur cycle in the Carnian evaporites of the "Nappe des Gypses" from the French Alps as a natural case study is performed, ii) a study of the sulfur speciation in fluid inclusions associated to these Triassic evaporites, and iii) an experimental study of the role of sulfur speciation on the Thermochemical Sulfate Reduction (TSR) mechanisms and the associated hydrocarbons alteration. The first study is based on the coupling of a classical petrographic approach associated to a detailed study of fluid inclusions, stable isotopes (δ34S, δ33S, δ36S, Δ33S, Δ36S, δ13C and δ18O) and organic matter in the “Nappe des Gypses”. The coupling study allows to identify the TSR process as the reaction controlling the behavior of sulfur in this formation in a closed system. The second study is based on a new analytical approach coupling in-situ Raman spectroscopy and microthermometric stage. This technique allows to heat up to 300°C samples (natural and synthetic). Thus, at temperature >100°C, the presence of the radical ion S3- and other polymeric sulfur species (Snx) is demonstrated in the “Nappe des Gypses”. This study confirms the essential role in the TSR process of S3- and Snx species in natural fluids. This study natural was completed by a preliminary experimental study allowed to set up new experimental protocols in autoclave and fused silica capillaries coupled to spectroscopic and isotopic analyses. This to better understood the role of sulfur speciation in the interactions between an aqueous phase and a hydrocarbons fluid during the TSR. This thesis leads to a better understanding of the role of sulfur speciation and its link with organic compounds during TSR under low grade metamorphic conditions. This opens new perspectives to understand geological formations based on coupling of classical geological studies and finer geochemical studies

Depuis au moins 540 Ma deux grands systèmes de subduction coexistent sur Terre : d'une part, les systèmes de subduction-collision (chaînes Hercynienne, Himalayenne ou Alpine) et d'autre part, les systèmes de subduction de type péri-pacifique. Pour ces derniers, l'avant-arc constitue une zone clef pour retracer l'évolution de la subduction au cours du temps. En effet ces zones au contact avec le slab peuvent enregistrer des événements tectoniques et/ou des conditions métamorphiques variées (e.g. formation de « paired metamorphic belts »), qui sont autant d'indicateurs du contexte géodynamique. Le massif métamorphique de El Oro en Equateur est un exemple exeptionnel où une section complète et basculée de l'avant-arc Triasique est préservée. L'ensemble est constitué d'une série métasédimentaire de bas à haut grade métamorphique intrudée par des granitoïdes de type S, juxtaposé avec un laccolithe gabbroïque et des schistes bleus. Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude du métamorphisme de haute-température basse-pression et ses relations les schistes bleu. Afin de contraindre l'événement tectono-métamorphique affectant l'avant-arc Equatorien au Trias et la formation d'une "paired metamorphic belt", nous avons utilisé des outils structuraux, métamorphiques, géochimiques, géochronologiques et de modélisation thermique. Nos résultats montrent que durant cette période l'avant-arc Equatorien connait un intense épisode de fusion partielle en régime extensif. La base de la croûte est migmatisée sur une épaisseur de 10km. Les estimations Pression-Température indiquent que les conditions de fusion partielle varient de 4.5 kbar et 650°C pour la partie supérieure métaxitique et jusqu'à 7.5 kbar et 720°C pour la partie inférieure diatexitique. La gradient géothermique inféré est divisé en deux segments : un segment supérieur caractérisé par un gradient de 40°C/km et un segment inférieur caractérisé par un gradient quasi-isothermique. L'absence de paragénèse de ultra-haute température est attribuée à la grande fertilité du protolithe métasédimentaire. Les résultats géochimiques montrent que les plutons granodioritiques sont issus d'un mélange entre : (1) les liquides de fusion partielle produit par la réaction de deshydration de la muscovite des métasédiments et (2) un magma basique. Les âges U-Pb sur zircons et monazites révèlent que l'événement anatectique fût bref entre 229 et 225 Ma. La source de chaleur à l'origine de l'événement thermique est attribuée à la mise en place d'un pluton gabbroïque à ~ 230 Ma en base de croûte. Successivement, se sous-plaque les schistes-bleu refroidissant rapidement l'avant-arc. L'événement anatectique observé dans le massif de El Oro au Trias s'insrit à plus grande échelle au sein d'une large anomalie thermique affectant l'ensemble du continent sud Américain entre 260 et 220 Ma. Durant cette période la marge est un soumise à un régime extensif accompagné d'un important magmatisme d'origine crustal, principalement en position d'arc et d'avant-arc. Nous attribuons cette anomalie thermique d'ampleur continental à une "avalanche mantellique". A la lumière du contexte géodynamique globale nous inteprétons la formation de la paired metamorphic belt de El Oro à la rupture du slab. / Since about 540 Ma, two subductions systems co-exist on Earth: the subduction-collision systems (Hercynian, Himalayan or Alpin belts) and the circum-pacific subduction system. For the last the forearc region constitutes a key zone to understand the dynamic of the subduction. Indeed the forearc region in contact with the slab may records various tectonics events and/or metamorphic conditions (e.g. formation of paired metamorphic belt). Theses geological records are direct evidences of the linked geodynamical context. The El Oro metamorphic complex in Ecuador is a unique example where a whole Triassic forearc section is tilted and well preserved. The complex is made of low to high grade metasedimentary rocks intruded by S-type granitoids, juxtaposed with gabbroic rocks and blueschists. This study is focused on the high-temperature metamorphism and its retionaships with the high-pressure metamorphism. In order to constrain the tectono-metamorphic affecting the forearc region and the formation of a paired metamorphic belt we used strutural, metamorphic, geochemical, geochronological and themal modeling studies. Our results show that during Triassic times the Ecuadorian forearc underwent a strong episode of partial melting in extentional context. The migmatized part of crust is 10 km thick. Pressure-Temperature estimates indicate that partial melting started at 4.5 kbar and 650°C for the upper metatexitic part until 7.5 kbar and 720 °C for the lower diatexitic part. The resulting geothermal gradient exhibits two parts: an upper part caracteristed by a thermal gradient of 40°C/km and a lower part caractérized by a near-adiabatic gradient. The absence of ultra-high tempetature paragenesis is attributed to the high fertility of the metasedimentary protolith. Geochemical results show that granodiorite made of a miwing between: (1) the melt extacted under muscovite dehydration melting and (2) a basic magma. U-Pb ages on zircon and monazite reveal that the anatectic event was short, between 229 and 225 Ma. The origin of the thermal anomaly is attributed to the emplacement of the gabbroic plutonic unit at ~230 at root level. Successively, the blueschites are underplating triggering a strong coolng of the forearc region. The anatectic recorded in the El Oro metamorphic complex at Triassic times is part of a larger thermal anomaly affecting the whole south american margin between 260 and 220 Ma. During this period the margin is under extentional conditions and exhibit a strong S-type magmatic activity. This magmatism is mainly located in arc and forearc position. We attribute this large-scale thermal anomaly to slab fall in the lower mantle. In the light of the geodynamical context, we suggest that the formation of the El Oro paired metamorphic belt is related to slab breakoff.

La localisation de la déformation est un facteur essentiel à l’existence de la tectonique des plaques. Cependant, elle est le résultat d’interactions non-linéaires qui relient entre elles différentes échelles spatiales et temporelles que nous ne savons pas encore capturer dans un modèle rhéologique unique. Ce travail de thèse tente de combler en partie la fracture entre l’échelle pétrologique et celle de la mécanique à l’échelle crustale. Il cherche ainsi à mesurer l’impact des circulations de fluides sur la dynamique et la cinématique des dômes métamorphiques continentaux par le biais de modèles numériques d’échelle crus- tale. Pour répondre à cette question, nous avons cherché à établir un modèle empirique des écoulements de fluide et des interactions fluide-roche valide à l’échelle de la croûte. A cette échelle, il est important de capturer d’une part l’effet des circulations de fluides sur la densité qui détermine les forces de volume disponibles comme moteur de l’exhumation, mais aussi leur capacité à limiter ou accélérer la chute de résistance des bandes de cisaillement qui déterminent les forces de surface ralentissant l’exhumation. Ce modèle empirique est basé sur une observation au premier ordre du comportement métamorphique des roches le long d’un trajet P − T rétrograde : les roches métamorphiques de haut-grade (faciès amphibolite/granulite) sont exhumées vers la surface sans se rétromorphoser, excepté dans les zones où la déformation est localisée. Ce travail consiste donc à paramétrer cette observation de manière à pouvoir l’implémenter dans un code explicite thermomécanique 2D par le biais d’un couplage hydro-thermo-mécanique prenant en compte les échanges d’eau libre/eau liée avec la roche. Il introduit aussi la prise en compte simplifiée de l’hydrothermalisme lors de l’exhumation. Les résultats montrent que cette paramétrisation permet de mieux rendre compte des observations de terrain dans une gamme de paramètres validée par les mesures de laboratoire. Les résultats obtenus en limitant la rétromorphose des roches par la disponibilité de l’eau sont significativement différents de ceux obtenus dans les études publiées qui ne prenaient pas en compte ce paramètre. La thèse démontre notamment qu’il n’y a pas besoin d’hétérogénéités préexistantes pour obtenir des dômes asymétriques. Elle montre aussi que la chimie initiale de la roche peut exacerber ou diminuer la localisation de la déformation liée à la rétromorphose limitée par l’eau et contrôler ainsi la forme des dômes métamorphiques. / Strain localization is essential to the existence of plate tectonic on Earth. Yet, it is the result of non-linear interaction across several temporal and spatial scales and to date no unique rheological model exists that captures the effect of all these interactions at crustal scale. The work presented here is an attempt to fill part of the gap between out- crop scale and crustal scale models, between petrological scale and crustal scale. The central question is how to measure the effects of fluids and fluid-rock interactions on the dynamics and the kinematics of continental metamorphic core complexes by the mean of crustal scale numerical models. To answer this question, we have tried to esta- blish an empirical model of fluid flow and fluid-rock interaction, which could be valid at the scale of the crust. At that specific scale, it is important to capture the effects of free fluids both on the density of rocks, because it determines the body forces that are driving the exhumation of the crust, and on the strength of rocks and particularly on shear zones which constitute the ’hand-break’, the surface tractions, which resist this exhumation. This empirical model is based on a first order observation related to the behaviour of metamorphic rocks along the retrograde P − T path of their exhumation. High-grade metamorphic rocks (amphibolite/granulite) are indeed exhumed to the sur- face with very little retromorphose except those located within the shear bands where deformation localises. This works first consisted in parameterising this observation in a manner that could be implemented into a 2D thermo-mechanical code as an hydro- thermo-mechanical coupling which could account for free-water/rock-water exchange. In second part, a simplified scheme is introduced to account for hydrothermal cooling of the crust in the late stage of exhumation. The results show that this parameterization al- lows to better account for field observation in a range of parameters that are compatible with laboratory experiments. Limiting the retromorphose of rocks by the availability of free water is shown to produce significantly different metamorphic domes kinematics as compared to prior studies. We indeed demonstrate that it is not necessary to introduce heterogeneity in crustal composition to form asymmetric structures but that the effect of water is modulated by the chemistry of the protolith rocks which influences strain localization.

Les mécanismes extensifs, matérialisés physiquement sous la forme de rifts ou de marges passives, impliquent des interactions entre les processus tectoniques, sédimentaires et métamorphiques, particulièrement quand ils sont associés à un métamorphisme de haute température. L'étude de ces mécanismes ne peut donc se faire correctement que par une approche triple afin de cerner ces différents aspects et de contraindre les interactions qui les relient. Une telle étude est difficile du fait de la profondeur à laquelle ont lieu ces mécanismes et donc de l'absence d'observation directe des objets géologiques qu'ils produisent. L'alternative consiste à étudier une paléo marge passive portée à l'affleurement. Dans le cadre de cette thèse, notre choix s'est porté sur la Zone Nord Pyrénéenne qui correspond à une paléo-marge passive mésozoïque qui a été mise à l'affleurement lors de la compression pyrénéenne à l'Éocène/Oligocène (40-20 Ma). Cette marge a subi une métamorphise HT/BP et constitue donc un bon analogue pour notre étude. Nous nous sommes concentrés en particulier sur la partie Est de la ZNP, dans la région du massif de l'Agly qui rassemble les bassins de Saint Paul-de-Fenouillet, du Bas-Agly et de Boucheville qui ont enregistré différentes intensités du métamorphisme. Le bassin de Boucheville étant le moins bien documenté mais ayant enregistré le métamorphisme le plus important, nous nous sommes attachés à le caractériser en détail. Nous avons effectué une étude structurale, stratigraphique et sédimentaire de ces trois bassins afin de bien contraindre leur géométrie et leur histoire. Nous avons couplé cette étude avec des analyses du métamorphisme, principalement par des mesures par spectrométrie Raman des températures maximum enregistrées lors de l'extension crétacée. Enfin, nous avons combiné ces résultats afin de produire des coupes restaurées de l'ensemble de notre zone d'étude. Ces coupes restaurées nous ont permis de proposer un modèle de la mise en place des bassins sédimentaires mésozoïques dans la partie orientale de la ZNP. Il apparaît au premier ordre que la zone est constituée, sur une coupe N-S, par un haut fond topographique constitué du futur massif de l'Agly, limité au nord par un détachement à vergence nord et au sud par un détachement à vergence sud. De part et d'autre de ce haut fond se mettent en place des bassins sédimentaires présentant une augmentation de l'épaisseur des dépôts au droit de ces détachements. Au seconde ordre, il faut considérer que le système n'est pas cylindrique et que le massif de l'Agly se comporte comme une zone de transfert entre une subsidence forte au nord-est dans le bassin du Bas-Agly et une subsidence forte au sud-ouest dans le bassin de Boucheville. / Extensive mechanisms induce interactions between tectonic, sedimentary and metamorphic processes, especially when they are associated with a high temperature metamorphism. Therefore, the study of these mechanisms requires a threefold approach in order to identify these processes and understand the interactions between them. Such study is hardened because of the depth of these mechanisms and the lack of direct observation. To overcome such difficulties we chose to study a paleo passive margin now visible thanks to many outcrops. For this thesis, we focused on the North Pyrenean Zone (NPZ) which happens to be a Mesozoic passive margin which outcroped during Eocene / Oligocene (40-20 Ma) Pyrenean compression. This margin recorded HT / LP metamorphism which makes it a good analogue for our study. We focused on the eastern part of the NPZ, in the Agly Massif area where are located the Saint Paul-de-Fenouillet basin, the bas-Agly basin and the Boucheville basin all of which recorded different intensity of metamorphism. The Boucheville basin is the worst documented but recorded the most metamorphism which is why we decided to study it in detail. We undergone a structural, stratigraphic and sedimentary analysis of these three basins in order to better understand their geometry and geological history. We combined this study with metamorphism analyzes mainly provided by Raman spectrometry on maximum temperatures recorded during Cretaceous extension. Finally, we synthetised these results to produce restored cross sections of our study area. Those cross sections allowed us to suggest a model for Mesozoic sedimentary basin formation in the eastern part of the NPZ. Considering first order analysis, on a N-S cross section, the area made of a shoal,the future Agly Massif. It is bordered on its northern side by a north verging detachment fault and on its southern by a south verging detachment fault. On both sides of this shoal are sedimentary basins much thicker towards these detachment faults. However, we must consider the system is not cylindrical. The Agly Massif acts as a transfer zone between two highly subsident basins, the Bas-Agly basin at its north-east and the Boucheville basin at its south-west.

La chaîne du Mayombe constitue la portion congolaise du système orogénique « Araçuaï-West Congo » qui se répartit entre la marge orientale du Brésil et la marge occidentale de l’Afrique centrale. Elle s’allonge parallèlement au littoral atlantique suivant la direction NW-SE. En tenant compte des données géochronologiques, elle se subdivise en deux domaines lithostratigraphiques : (i) le domaine paléoprotérozoïque et (ii) le domaine néoprotérozoïque. Le domaine paléoprotérozoique de la chaîne du Mayombe correspond à la partie interne de la chaîne et se caractérise par la co-existence des roches d’origine sédimentaire et magmatique déformées et métamorphisées à des degrés variés. Ces roches se répartissent en trois principaux groupes lithologiques : (i) le Groupe de la Loémé, (ii) le Groupe de la Loukoula et (iii) le Groupe de la Bikossi. L’analyse structurale des Groupes de la Loémé et de la Loukoula montre que ceux-ci sont plissés et fracturés. Dans le Groupe de la Loémé les plis présentent des axes qui s’orientent dans les directions NE-SW, NNE-SSW et N-S tandis que dans le Groupe de la Loukoula, le plissement se fait suivant la direction NE-SW. Le Groupe de la Bikossi se caractérise par des plis qui s’orientent dans les directions identifiées dans les précédants Groupes. L’étude géochimique réalisée sur les échantillons provenant du domaine paléoprotérozoïque de la chaîne du Mayombe montre que ce dernier est hétérogénique c’est-à-dire qu’il implique des terrains d’origine et de lithologie variées. La caractérisation pétrologique des ensembles lithologiques des groupes de la Loémé et de la Loukoula montre que ceux-ci sont affectés par au moins deux événements métamorphiques distincts qui se superposent. Le premier événement se traduit par des paragenèses à grenat-biotite-oligoclase dans les métapélites et par le développement de la hornblende brune dans les métabasites permettant ainsi de situer le contexte d’évolution dans le faciès des amphibolites. Le second événement s’enregistre de façon différente dans le Groupe de la Loémé et dans le Groupe de la Loukoula. Il se traduit respectivement par des assemblages à grenat-biotite-oligoclase dans les formtaions du Groupe de la Loémé et par une paragenèse à chlorite-albite-épidote dans le Groupe de la Loukoula. Les échantillons rattachés au Groupe de la Bikossi ne présentent que les traces d’un seul événement métamorphique marqué par les paragenèses à grenat-biotite-muscovite et grenat-chloritoïde-chlorite avec une température oscillant entre 510-568°C pour une pression d’environ 8 kbar. La datation U-Pb sur zircons a permis de : (i) définir les sources des matériaux détritiques ayant constitué les bassins évoluant de l’Archéen au Protérozoïque (3300-1500) ; (ii) de confirmer l’âge paléoprotérozoïque (2070-2040 Ma) du magmatisme éburnéen ainsi que l’âge néoprotérozoïque (925 Ma) des granites de type Mfoubou et Mont Kanda et (iii) mettre en évidence des perturbations du système isotopique U-Pb des zircons à 642 ± 36 Ma et 539 ± 18 Ma. Les analyses 40Ar-39Ar sur biotite, muscovite et amphibole des échantillons du domaine occidental de la chaîne du Mayombe ont fourni des âges qui situent l’événement tectono-thermique pan-africain entre 615 Ma et 496 Ma. / The Mayombe belt is the congolese part of the Araçuaï-West Congo belt system which extend from eastern margin of Brazil to western margin of central Africa. It runs parallel to the Atlantic coastline with NW-SE trend. Considering geochronological data, it is subdivided into two lithostratigraphic domains : (i) the Paleoproterozoic domain and (ii) the Neoproterozoic domain. The Paleoproterozoic domain of the Mayombe range corresponds to the inner part of the belt and is characterized by the coexistence of para and orthoderived rocks deformed and metamorphosed to varying degrees. These rocks are distributed among the three main lithological Groups : (i) the Loémé Group, (ii) the Loukoula Group and (iii) the Bikossi Group. Structural analysis of Loémé and Loukoula Groups shows folded and fractured stuctures. In the Loémé Group, folds trend NE-SW, NNE-SSW and N-S while in the Loukoula Group, the main shortening trends NE-SW. The Bikossi Group is characterized by folds oriented in the directions identified in the preceding Groups. The geochemical study carried out on samples from the Paleoproterozoic domain of the Mayombe belt shows that the latter is heterogeneous, by involving rocks of various origin and lithology. The petrological characterization of Loémé and Loukoula Groups shows that they are affected by at least two distinct metamorphic events that overlap. The first event is characterized by garnet-biotite-oligoclase parageneses in metapelites and by the development of brown hornblende in metabasites, thus allowing the evolution context to be situated in the amphibolite facies. The second event is recorded differently in Loémé Group and Loukoula Group. It consits respectively in garnet-biotite-oligoclase assemblages in the Loemé Group and in chlorite-albite-epidote paragenesis in the Loukoula Group. Samples from Bikossi Group present only traces of a single metamorphic event marked by garnet-biotite-muscovite and garnet-chloritoid-chlorite parageneses whose temperature is estimated at 510-568°C for 8 kbar of pressure. U-Pb dating of zircons allows to : (i) define the Archean-Paleoproterozoic (3300-1500Ma) sources of metasedimentary rocks (ii) confirm Paleoproterozoic (2070-2040 Ma) age of Eburnean magmatism and Neoproterozoic (925 Ma) Mfoubou and Mont Kanda type magmatism and (iii) to highlight the perturbations of zircons U-Pb isotopic system at 642 ± 36 Ma and 539 ± 18 Ma. The 40Ar-39Ar analyzes on biotite, muscovite and amphibole from samples of the western domain of Mayombe betl provided since the age range of Pan-African tectono-thermal event at 615-496 Ma.

La région de Saveh appartient dans sa presque totalité à la Zone de l'Iran Centra!. Nous y avons toutefois distingué, dans la partie sud-ouest, une zone présentant les caractères de la Zone de Sanandaj-Sirjan que nous appelons Zone de Saman. La Zone de Saman, prolongement oriental de la Zone de Razan ( Thèse de M. Bolourchi 1975), vient former un coin dans la Zone de l'Iran Central, limité au Nord par la faille d'Avaj (Bolourchi 1975) et au Sud par la faille de Pavan, encore appelée "Indes Fault" plus au Sud. La Zone de l'Iran Central est caractérisée par son magmatisme tertiaire, et surtout par son volcanisme éocène. Amidi ( thése 1975), lui attribue le nom de Zone de Tabriz-Torbat-JaZ Murian, provinces situées à ses extrémités. La tectonique cassante y est la règle et la carte de l'Iran au 1/2 500 000 montre une mosaïque de blocs séparés par des failles. La Zone de Sanandaj-Sirjan, au contraire des précédentes, montre une série métamorphique épaisse. Les différences essentielles avec les zones précédentes sont les suivantes: - existence d'une phase plutonique importante à la fin du Mésozoïque; - plusieurs phases de métamorphisme anté-tertiaires (paléocimmérienne, Sabzehei 1974 - laramienne, Berberian 1972); - faible importance des formations tertiaires.

L'évolution géodynamique des régions méditerranéennes est caractérisée par la succession de phases de convergence et de phases d'extension qui se marquent par l'ouverture de bassins sédimentaires et océaniques au niveau de zones initialement épaissies. L'Arc Calabro-Péloritain (ACP) situé à cheval sur la pointe sud de l'Italie continentale et sur la pointe nord-est de la Sicile, correspond à un fragment de l'ancienne marge active sud-européenne. Cette région à laquelle appartenaient également les massifs Kabyles, le Rif et les Cordillères Bétiques, a été impliquée successivement dans des épisodes de tectonique en raccourcissement, associés à la subduction de la lithosphère océanique téthysienne, et dans des épisodes de tectonique en extension pendant l'ouverture des bassins de la Méditerranée Occidentale. L'ACP est constitué d'une pile de nappes tectoniques impliquant des unités ophiolitifères alpines et des unités cristallophyliennes hercyniennes. Cet ensemble a été charrié sur la marge sédimentaire apulienne, et a été intégré dans l'édifice tectonique de la chaîne apenninique au cours de l'ouverture récente du bassin Tyrrhénien. Les travaux menés au cours de cette thèse se sont focalisés sur la partie sud de l'ACP, dans la région du Massif de l'Aspromonte. Ils visaient à préciser la géométrie et l'évolution tectonométamorphique des unités qui constituent la partie supérieure de l'édifice de nappes, afin de mieux comprendre les modalités de la transition convergence - extension, et la cinématique de l'évolution du domaine méditerranéen à l'Oligocène. Cette étude s'est appuyée sur une approche pluridisciplinaire impliquant la géologie structurale, l'étude pétrographique et microstructurale des roches échantillonnées, les estimations thermobarométriques des conditions des épisodes métamorphiques successifs et leur datation par la méthode 40Ar /39Ar.<br />Les principaux résultats obtenus mettent en évidence, hormis les indices d'une évolution hercynienne assez mal contrainte, une évolution alpine impliquant deux étapes successives. La première correspond à l'empilement des unités tectoniques, la seconde à la reprise en extension de l'édifice de nappes. Les contraintes métamorphiques et géochronologiques suggèrent que l'empilement était déjà initié à l'Eocène moyen (~ 45 Ma), tandis que l'extension a probablement débuté à l'Oligocène inférieur (à partir de 33 Ma) et s'est prolongée au moins jusqu'à l'Oligocène moyen (27 Ma) avec les mêmes caractéristiques cinématiques. Cette seconde déformation entraîne l'exhumation des unités profondes, contrôlée en partie par une importante dénudation tectonique. Les directions cinématiques de cette évolution structurale replacées dans leur position et leur orientation initiales, avant la formation de l'ACP, impliquent une direction de raccourcissement en accord avec la direction de convergence Afrique-Eurasie reconstituée pour l'Eocène. En revanche l'âge de la phase d'extension indique que l'amincissement tectonique généralisé en Méditerranée Occidentale s'est initié au moins dès l'Oligocène inférieur. En outre la localisation et l'orientation de cette extension suggèrent qu'elle peut-être reliée à l'ouverture du Bassin Nord-Algérien, antérieurement à l'ouverture du Bassin Liguro-Provençal et au retrait de la zone de subduction vers le SE.

Les gisements de sulfures massifs encaissés dans les massifs hercyniens marocains des Jebilets et Guemassa sont de type (VMS) déformés et métamorphisés. Il manque toutefois une évaluation de la contribution de cette déformation à leur structuration actuelle, et l’éventuel impact de celle-ci sur le plan économique et en termes d’exploration. Par conséquent, cette contribution vise principalement à définir le contexte structural de ces minéralisations, en vue d’en déduire un modèle structural relatif au VMS de Hajjar.Le VMS de Hajjar, appartenant au domaine des Guemassa (Meseta occidentale). Il est encaissé dans des terrains d’origine volcanosédimentaire composés de pélites, de grès et de lentilles et barres calcaires intrudés par des sills et dykes felsique et basique. Les principaux corps volcaniques correspondent aux dômes rhyolitiquesLe gisement de Hajjar est composé de 3 corps minéralisés : le corps principal (CP), le corps Nord-Est (CNE) et les corps ouest et extrême ouest descenderie (CWD, CEWD). Le gisement de Hajjar est affecté par un seul plan XY d’aplatissement subvertical de directions N0 à N45. L’encaissant et les corps sulfurés présentent les mêmes assemblages métamorphiques silicatés, qui présentent soit une texture granoblastique « statique » lorsque la déformation est faible, soit des caractéristiques prés à syn-tectoniques lorsque la schistosité est fortement exprimée. La texture, les formes des biotites et d'andalousites (± cordiérite suspectée) sont typiques du métamorphisme de contact HT / BP des faciès de cornéennes. L'assemblage syntectonique est composé de quartz + chlorite + micas blancs (± calcite), et remplace partiellement les anciennes biotites et andalousites. Les données de surface du bloc N'Fis montrent la présence d'un seul plan XY subvertical orienté N130. Les biotites du métamorphisme de contact sont allongées parallèlement à la schistosité. L’ensemble des données indiquent que le VMS de Hajjar et le bloc N'Fis sont affectés par une seule schistosité qui est synchrone d’un métamorphisme de contact de HT / BP. La virgation importante de la schistosité des affleurements d'Imarine au VMS de Hajjar est dû à une importante zone de cisaillement - transpressive de direction ENE-WSW. Près de la mine Hajjar, une telle zone de cisaillement à l’échelle régionale est reconnue pour la première fois, et constitue une caractéristique structurale-clé du district de Hajjar.La minéralisation de Hajjar est fortement déformée et métamorphisée. Elle est affectée par le plissement, la schistosité et la mylonitisation dans un contexte cisaillant. Les structures minéralisées stratiformes sous forme de rubans riches en pyrrhotite précèdent clairement la déformation et le métamorphisme de contact. D’autres structures minéralisés riche en (Zn, Cu, Pb) présentent un rubanement tectonique issu de la remobilisation par fluide de la minéralisation précoce Le stade précoce est caractérisé par la précipitation de la pyrrhotite, pyrite, arsénopyrite, sphalérite et la galène, alors que le stade syncinématique constitue l’événement concentrateur majeur caractérisé par la dissolution et la recristallisation de la paragenèse précoce avec un enrichissement en Zn, Cu. Le stade tardif post-cinématique est responsable la néoformation de sulfures, à savoir la chalcopyrite, la pyrite et quelques traces de sphalérite.Nous avons mis en évidence un épaississement tectonique dans les zones de charnières. Le métamorphisme pré à syntectonique favorise le comportement ductile et la recristallisation des sulfures (Po, Cpy et Sph). Les veines triangulaires polymétalliques à l'extrémité des lentilles de sulfures massifs sont le témoin d'une remobilisation hydrothermale assistée par un fluide pendant la déformation. L’ensemble de nos études débouche sur la proposition d’un modèle 3D tectonométamorphique pour le VMS des Guemassa et des propositions pour rechercher des extensions de la minéralisation. / The massive sulphide deposits hosted in the Moroccan Hercynian massifs of Jebilets and Guemassa are Volcanogenic Massive Sulfide (SMV), deformed and metamorphosed. However, an assessment of the contribution of this deformation to their current structure and the eventual impact on the economy and in terms of exploration is missing. Therefore, this contribution aims mainly to define the structural context of these mineralizations, in order to deduce a structural model relating to Hajjar's VMS.The VMS of Hajjar, belonging to the domain of Guemassa (Western Meseta). It is hosted in volcanosedimentary terrain composed of pelites, sandstones and lentils and limestone bars intruded by felic and basic sills and dykes. The main volcanic bodies correspond to the rhyolitic plugs.The Hajjar deposit is composed of 3 mineralized bodies: main body (CP); north-eastern body (CNE); western body (CWD) and extreme western body(CEWD.). The Hajjar deposit is affected by a single XY plane of subvertical flattening of directions N0 to N45. The host rock and sulphide bodies have the same silicate metamorphic assemblages, which exhibit either a "static" granoblastic texture when the strain is low or pre to syn-tectonic features when the foliation is strongly expressed. The texture shapes, and aggregates of the biotite and andalousite (± suspected cordierite) are typical of HT/LP “contact” metamorphism in the hornfels facies. The syn-tectonic assemblage is composed of quartz + chlorite + white micas (± calcite) and partially replaced the former biotite and andalousite blasts. The data from the N’Fis block show the occurrence of a single sub-vertical XY plane oriented N130. The biotites of contact metamorphism are elongated parallel to the foliation. These data imply that the Hajjar MSD and the N’Fis block are affected by a single foliation which encompasses a HT/LP contact metamorphism. The significant inflexion of foliation from Imarine outcrops to Hajjar VMS is due to major right-lateral ENE-trending transpressive shear zone at Hajjar. Near the Hajjar mine, such a regional shear zone is recognized for the first time, and is a structural key feature of the Hajjar district.The mineralization of Hajjar is strongly deformed and metamorphosed. It is affected by folding, foliation and mylonitic bands within a regional scale shear zone. Structures such as pyrrhotite-rich ribbons clearly pre-date the deformation and the HT/LP contact metamorphism. The early stage is characterized by the precipitation of pyrrhotite, pyrite, arsenopyrite, sphalerite, and galena, whereas the synkinematic stage constitutes major concentrator event characterized by the dissolution and recrystallization of early paragenesis with enrichment in Zn, Cu. The late post-kinematic stage is responsible for the neoformation of sulphides, namely chalcopyrite, pyrite and some traces of sphalerite.We have demonstrated a tectonic thickening within the fold hinge zone. pre-syntectonic metamorphism favors ductile behavior and sulfide recrystallization (Po, Cpy, and Sph). The polymetallic veins argue for hydrothermal fluid-assisted remobilization during deformation. All of our studies lead to the proposal of a 3D tectono-metamorphic model for the VMS of Guemassa and proposals to search extensions of the mineralization.

Le travail de thèse reporté dans ce manuscrit se focalise sur la reconnaissance ainsi que l'expression des processus de différenciation crustale à l'Archéen. Cet éon représente à lui tout seul 1/3 des temps géologiques, et se caractérise notamment par des lithologies diagnostiques, ainsi que des contextes géodynamiques complexes. La majorité des études sont portées sur l’investigation des phases alumineuses qui permettent de contraindre précisément les événements métamorphiques au-cours d’une géodynamique d’épaississement crustal. Toutefois, ces phases alumineuses représentent rarement plus de 10% des terrains archéens, alors qu’ils sont faits à plus de 75% de gneiss orthodérivés. L'étude qui suit est une caractérisation du complexe de gneiss gris composite de la marge Nord du craton archéen du Kaapvaal en Afrique du Sud. Les résultats produits durant cette investigation ont amené à plusieurs conclusions importantes au regard de la géodynamique archéenne. L'étude isotopique U-Pb/Lu-Hf sur zircon couplée à des analyses pétro-métamorphiques montre que la construction d’un complexe de gneiss gris composite correspond à une géodynamique prolongée dans le temps, accomplie au-travers de processus de différenciations crustales internes à la Zone accrétée, 1.e. le bloc crustal évolue en système thermodynamiquement fermé. Les complexes de gneiss gris ne sont que modérément étudiés toutefois, les informations contenues dans ces lithologies apparaissent complémentaires avec celles obtenues par les études métamorphiques sur les lithologies alumineuses. Il est donc nécessaire d'approfondir ce type d’investigations afin de mieux contraindre les modèles géodynamiques archéens / The PhD work presented in this manuscript focuses on the recognition and the manifestation of Archean crustal differentiation processes. The Archean eon which represents 1/3 of the geological record is featured by both lithologies unrecognized in younger eons and cryptic geodynamics. Most of investigations concentrate on the characterisation of aluminium-rich lithologies that allow an accurate determination of the pressure-temperature evolution underwent by crustal materials during crustal thickening geodynamics. However, aluminium-rich lithologies - mainly represented by metasediments - account for only 10% on average of Archean terranes whereas orthoderived gneisses - which also testify for crustal differentiation processes - form around 75% of these terranes. The following contribution depicts an Archean composite grey gneiss complex located at the northern edge of the Kaapvaal craton is South Africa. Results carried out during this PhD study have major consequences on Archean geodynamics. The zircon U-Pb/Lu-Hf isotope Investigation coupled with strong petro-metamorphic observations show that composite grey gneiss complexes may be built over a protracted time span, achieved through self-refinement of crustal materials, i.e. the crustal block evolved in a thermodynamically closed system. Grey gneiss compiexes are only moderately investigated even though information enclosed in these lithologies is complementary with those from aluminium-rich rocks. Therefore, deeper investigations of these geological objects must be a central scope in order to improve the knowledge of the Archean eon and appears necessary for the building of even more realistic geotectonic models