Cette étude vise à caractériser des fragments clés d’une interface de subduction fossile affleurant dans la Ceinture Métamorphique du Sud-Tianshan (Chine). Nous étudions les processus de subduction au travers de la profondeur critique de ~80 km, au-delà de laquelle la géophysique et les modèles prévoient un changement du couplage mécanique, et les roches océaniques ne sont normalement pas exhumées. Ce travail s’intéresse au Complexe Métamorphique Akeyazi (AMC), un épais empilement de roches métavolcanoclastiques enveloppant des écailles éclogitiques, exposé sur ~30 km dans la vallée de Kebuerte, et préservant de nombreuses reliques de coésites. L’étude structurale révèle que l’AMC est un dôme métamorphique consistant de plusieurs nappes cohérentes d’ampleur kilométrique avec des histoire P-T-t-d distinctes. 4 unités sur 6, i.e. UH (2.75 GPa/480-560°C), EB (2.1/505), MU (1.45/485) et GT (>0.7-1.0/470-520) ont été subduites à des profondeurs de ~85, 65, 45 et 30 km respectivement. La déformation rétrograde des unités, liée à leur exhumation, est caractérisée par des bandes de cisaillement top vers le Nord au faciès schiste bleu. Le pic d’enfouissement de ces unités a eu lieu à 320±1, 332±2, 359±2 et 280-310 Ma pour les unités UH, EB, MU et schiste vert, indiquant plusieurs courts épisodes de détachement de matériel de la plaque plongeante. L’évolution tectono-métamorphique de ~12 à 5-7°C/km au cours du temps peut refléter le refroidissement progressif de la subduction. La juxtaposition et l’exhumation à 1-3 mm/an de ces 4 unités à des profondeurs crustales a eu lieu autour de 290-300 Ma. / This study attempts to characterize key fossil fragments of material equilibrated along subduction plate boundary, now exposed in Chinese SW-Tianshan Metamorphic Belt (STMB). We herein elucidate some subduction zone processes across a critical depth range of ~80km, beyond which geophysicist and modeler infer a change in mechanical coupling and oceanic rocks are usually not recovered. It focuses on an unusually thick pile of HP/UHP metavolcanoclastics, wrapping eclogite slices and preserving pervasive coesite relics, along a ~30km-long transect across the Akeyazi metamorphic complex (AMC) in the Kebuerte valley. Structural studies reveal the current geometry of the AMC is a metamorphic dome with evidence of internal nappe stacking and should be subdivided into several coherent, km-scale tectonic units with distinct P-T-time-deformation histories. At least 4 of 6 sub-units identified here, i.e., the UH (2.75 GPa/480-560°C), EB (2.1/505), MU (1.45/485) and GT units (>0.7-1.0/470-520) were subducted and buried to depths of ~85, 65, 45 and 30 km respectively. Deformation following EC/BS-EC peak burial is marked by pervasive BS facies exhumation-related shear senses with a top to North component. Radiometric constraints yield peak burial ages of 320±1, 332±2, 359±2 and 280-310 Ma, respectively, for the UH, EB, MU and GS facies units, indicating several short-lived detachment episodes of material from the downgoing plate. The tectono-metamorphic evolution from ~12 to 5-7°C/km with time may reflect progressive cooling of the subduction system. Juxtaposition & exhumation of those 4 units to mid-crustal depth, at rates on the order of 1-3 mm/yr, was accomplished around 290-300Ma.

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

Ce travail utilise les propriétés des géochronomètres et de traceur pétrogénétique des systèmes isotopiques Sm-Nd, Rb-Sr et U-Pb, pour apporter une contribution à l'interprétation géodynamique de la Chaîne Hercynienne d'Europe. Dans ce but, on a étudié des formations d'origine magmatique diverses, choisies pour leur signification vis-à-vis des reconstitutions paléo-tectoniques. Les résultats obtenus sur certaines suites bimodales (par ex. groupes leptyno-amphiboliques), et des associations basiques-ultrabasiques de nature ophiolitique (Chamrousse, Sudètes) suggèrent l'existence d'au-moins deux épisodes de distension majeurs, accompagnés de formation de croûte océanique, au Cambro-Ordovicien et au Dévonien. La caractérisation de paléo-magmatismes d'arc et/ou de marge active montre que des phénomènes de subduction ont également marqué, à plusieurs reprises, l'évolution hercynienne (par ex. Dévonien sup. du N du Massif Central). Par ailleurs, l'étude des granulites s.l. de la chaîne met en évidence leur dualité d'âge et d'origine. Aux éclogites et granulites de haute pression, formées dans un contexte de subduction au Paléozoïque moyen, s'opposent des granulites de pression plus faible, d'âge tardi-hercynien, qui constituent la croûte inférieure de l'Europe moyenne (par ex. Zone d'Ivrée, Zone Nord-Pyrénéenne). La croûte supérieure est caractérisée par des granitoïdes carbonifères, dont l'abondance inhabituelle souligne, non seulement l'ampleur du phénomène thermique hercynien s.s., mais aussi la très large prépondérance des matériaux "fertiles", surtout métasédimentaires, sur d'éventuels fragments de socle Précambrien repris. D'une façon générale, le rôle essentiel des processus de la Tectonique des Plaques est confirmé. Le schéma d'évolution historique proposé met l'accent sur l'existence de deux événements tectono-métamorphiques majeurs, séparés par une période de régime distensif. Le premier, d'âge Silurien, est important au plan métamorphique, mais mineur du point de vue orogénique. Il ne peut donc pas correspondre à une collision continent-continent, mais pourrait plutôt être interprété en termes d'obduction, ou de collision arc-continent. Le second événement, éo-Carbonifère, correspond à la fermeture des domaines océaniques. Il marque le début d'une évolution intra-crustale complexe, dominée d'abord par une tectonique tangentielle de grande ampleur, à double déversement, puis par un régime général de cisaillements décrochants. Une culmination thermique, d'origine probablement mantellique, accompagne cette dernière période, et semble responsable de la différenciation intra-crustale du segment médio-européen. A de nombreux égards, ce schéma de développement de l'Europe Varisque peut trouver un analogue plus récent dans le système alpin et méditerranéen. Les deux chaînes paraissent en effet résulter de processus voisins sinon identiques, impliquant la fermeture d'océans successifs, et ne différer que par la nature, immature (Hercynides) ou cratonisée (Alpes), des domaines engagés dans les phénomènes de collision.