L'intérêt présenté par les terrains précambriens du Massif Armoricain été reconnu, cependant l'accent a le plus souvent été mis sur l'aspect magmatique ou structural de ces formations, en particulier dans le domaine domnonéen. l'étude des sédiments antérieurs au Paléozoique régional armoricain et désignés sous le nom de Briovérien, a par contre été longtemps négligée, en raison sans doute d eleur apparente monotonie. La reconstitution des environnements sédimentaires au P rotérozoique est possible à condition d'intégrer les données pétrographiques et géochimiques qui constituent de bons marqueurs des évènements tectoniques contemporains du dépôt. Les études pétrographiques et géochimiques (éléments majeurs, traces et terres rares) permettent de différencier deux ensembles : l'un . en Bretagne Occidentale situé dans un contexte passif, et l'autre en Bretagne septentrionale nettement lié à un site tectonique actif (arc insulaire continentol ou marge active). De plus au sein de ces formationsseptentrionales, certaines hétérogénéités sont apparues, reflètant la diversité des zones d'alimentation. L'interprétation des conditions de dépôt des sédiments briovériens de Bretagne Occidentale permet de restreindre leur environnement à un domaine depente et/ou de plaine abyssale. L'étude de la succession des faciès en Bretagne Nord montre un certain nombre d'associations qui peuvent être rattachées à celles des environnements turbiditiques avec cependant certaines particularités (absence de dépôts de cone interne, abondance des termes gréseux, organisation très faiblement radiale). Les données acquises, jointes aux données magmatiques, structurales et radiochronologiques permettent de penser que la genèse des bassins est dirèctement liée à des phénomènes de subduction ayant entrai né des processus d 'ouverture/fermeture entre 650 M.A et 530 M.A.

L'ensemble des travaux rassemblés dans ce mémoire contribue à la connaissance de l'orogène cadomien dans le Nord-Est du Massif Armoricain et en Manche Occidentale. Une double approche, géologique et géophysique est envisagée. Les principaux résultats obtenus sont les suivants: La structuration des terrains briovériens (Protérozoique supérieur) du Nord-Est du Massif Armoricain (Cotentin) résulte en grande partie de l'évolution tectonométamorphique cadomienne régie par le fonctionnement de grands chevauchements crustaux (à vergence nord et sud) synchrones de la mise en place des plutons dioritiques des Moulinets, de Jardeheu (batholite de La Hague), de Coutances et du granit\:: de la Cl,apelle du Fest (région de Coutances-Granville). L'évolution du métamorphisme définie par la construction d'un chemin Pression-Température-tempsdéfor mation traduit un contexte géodynamique de collision selon le processus : chevauchement -épaississement crustal- remontée - érosion. La modélisation des anomalies magnétiques, définissant en Manche Occidentale une suite de marqueurs linéaires d'orientation générale NE-SW, permet de préciser les paramètres (physiques et géométriques) des corps responsables des anomalies et montre l'existence d'un axe de divergence magnétique d'orientation N 70. Une interprétation de l'extrémité méridionale des profils de sismique réflexion profonde SWAT dans le Golfe normano-breton (SWAT 07-08-09-10) confirme l'existence de grands accidents crustaux assimilables à des chevauchements. L'étude tectonique et métamorphique des terrains briovériens de la presqu'île du Cotentin et les diverses signatures géophysiques (corps magnétiques à pendage nord et sud, existence de chevauchements synthétiques et antithétiques liés à la subduction cadomienne) sont compatibles avec une interprétation de l 'orogène cadomien en termes de tectonique des plaques. Le modèle proposé pour cette orogenèse "vieille de 600 Ma" se caractérise par une chaîne à double déversement.

La formation de la croute continentale est une des conséquences majeures de la différenciation de la Terre. Les avancées récentes dans la compréhension de ce phénomène résultent de l’amélioration des techniques analytiques permettant la mesure in situ des compositions isotopiques en U-Pb-Hf-O de grains de zircon, minéral abondant dans les roches crustales. Cette étude reconstitue l’histoire du segment de croute affleurant dans l’est du Massif Central français (MCF), portion de la chaine Varisque d’Europe de l’Ouest, dans le but d’évaluer les limites d’utilisation des zircons pour retracer l’évolution crustale. L’origine et la signification géodynamique des principales unités lithologiques du MCF ont été étudiées en combinant les approches classiques de la pétrologie avec des données isotopiques U-Pb-Hf-O acquises sur zircon. Deux incohérences majeures existent entre nos résultats et les conclusions tirées de l’étude des zircons considérés hors de leur contexte pétrologique, approche généralement suivie pour analyser l’évolution crustale. Les âges modèles calculés à partir des données Hf suggèrent une importante croissance crustale au Mésoproterozoique dans le MCF, en contradiction avec le fait que 60% de la croute locale soit d’âge Néoproterozoïque. De plus, 5 à 10% de la croute du MCF a été formée durant l’orogènese Varisque sans que cela ne soit enregistré par le zircon. Dans les deux cas, ces incohérences résultent du caractère hybride des signatures isotopiques portées par les zircons. Celles-ci ne peuvent être correctement détectées et interprétées qu’en disposant de données pétrologiques complémentaires sur les roches contenant les grains analysés / The formation of the continental crust is a major consequence of Earth differentiation. Understanding how the crust formed and evolved through time is paramount to locate the vast mineral deposits hosted therein and address its influence on the global climate, ultimately affecting the development of terrestrial life. Recent advances on the topic of continental crust evolution benefited from improvements of analytical techniques enabling in situ measurements of U-Pb- Hf-O isotope compositions in zircon, a widespread accessory mineral of continental igneous rocks. The time constrains derived from the U-Pb chronometer coupled with the petrogenetic information retrieved from Hf-O isotope signatures are currently used to unravel the diversity and succession of magmatic events affecting the continental crust at the regional and global scales. This study reconstructs the evolutionary path followed by the crust segment today exposed in the eastern part of the French Massif Central (FMC), a portion of the Variscan belt of Western Europe, with the aim to investigate the potential flaws of the zircon record of crust evolution. In this scope, the origin and geodynamic significance of the constituent FMC lithological units are tackled by combining conventional petrological observations with zircon U-Pb-Hf-O isotope data. The results obtained following this integrated approach are then confronted to the conclusions that would have been drawn solely from zircon isotopic signatures, taken out of their petrological context, as is commonly performed in studies investigating crust evolution. The oldest rocks of the FMC correspond to Ediacaran (590_550 Ma) meta-sediments deposited in back-arc basins along the northern Gondwana margin. Such basins were fed by a mixed detritus originating from the adjacent Cadomian magmatic arc and a distal Gondwana source, presumably the Sahara Metacraton. Partial melting of these meta-sediments at the Ediacaran/Cambrian boundary led to voluminous S-type granitic magmatism, pinpointing a first major crust reworking event in the FMC. The origin of anatexis likely stems from the transient thickening of the hot, back-arc crust caused by the flattening of the Cadomian subduction. Subordinate melting of the depleted backarc mantle at that time is also documented. During the Lower Paleozoic, rifting of the northern Gondwana provoked coeval crust and (limited) mantle melting. Mantle-derived igneous rocks show markedly diverse trace element and isotopic signatures, consistent with a very heterogeneous mantle source pervasively modi_ed by the Cadomian subduction. Finally, the Variscan collision resulted in crustal melting as evidenced by the emplacement of S-type granites and the formation of migmatite domes, the spatial distribution of which being partly controlled by the crustal architecture inherited from pre-orogenic events. Synchronous intrusion of mafic mantle-derived magmas and their differentiates testify for Variscan post-collisional new continental crust production in the FMC. Two major inconsistencies exist between these results and the zircon record. First, zircon Hf model ages would point to substantial Mesoproterozoic crust formation in the FMC whereas more than 60% of the crust is actually Neoproterozoic in age. Second, new additions to the continental crust volume during the Variscan orogeny are not recorded even though 5 to 10% of the exposed crust formed at that time. The origin of both discrepancies inherently lies in the mixed isotopic signature carried by many zircon grains. Such equivocal information can only be detected when additional petrological constrains on the zircon host rocks are available and provide guidance in interpreting the zircon record of crust evolution

Au Cambrien (Tommotien à cambro-trémadocien), l'extrémité orièntale du, Massif armoricain est le siège d'une intense activité volcanique localisée dans le graben du Maine, important fossé d'effondrement comblé de plus de 3 000 mètres de sédiments marins peu profonds. Les centres éruptifs se situent à l'intérieur de trois grandes calderas (calderas d'Ecouves, de Perseigne et d'Assé-Ie-Boisne - Pail), bordées d'un vaste domaine externe méridional où se placent les Coëvrons et la Charnie. L'activité volcanique s'exerce au cours de plusieurs cyc l~s (6 au total, dénommés Vo à VS, dont les éruptions, aériennes ou sous-aquatiques, se caractérisent surtout par leur très fort degré d'explosivité. Lors des crises paroxysmales correspondant au stade de formation des calderas, sont libérées de très volumineuses nappes ignimbritiques 'chaudes à texture soudée, empilées sur plusieurs centaines de mètres à l'intérieur de la structure. Dans la caldera d'Assé-Ie-Boisne - Pail, la plus engagée dans le domaine marin, de très violents phénomènes hydroclastiques se déclenchent, parmi lesquels des éruptions phréatopliniennes délivrant d'énormes quantités de cÊmdres humides à pisolithes volcaniques, accompagnées de l'émission de nappes ignimbritiques ponceuses qui se propagent dans le domaine externe jusqu'à plus de 30 km de leur source. Ces coulées pyroclastiques distales non soudées ("out-flow") sont piégées dans un réseau de chenaux fluvio-marins par où transitent des décharges bréchiques et conglomératiques, ainsi que d'épaisses coulées lahariques. L'accumulation de ces matériaux en domaine externe contribue à la création de puissants complexes volcano-sédimentaires reconnus dans les Coëvrons et la Charnie. Conformément au dynamisme des éruptions, les produits de l'activité volcanique sont su rtout représentés par des ignimbrites et des pyroclastites acides (>90 % du volume tota,1 des volcanites) ainsi que par quelques laves andésitiques, dacitiques et rhyolitiques. La totalité de ces volcanites a subi d'importanles transformations minéralogiques (paragenèses de basse température) apparues soit au cours de phénomènes hydrothermaux, soit lors d'un métamorphisme régional varisque de degré anchizonal (T =300 à 400°C; P<2 kb) . Les laves appartiennent à une suite de termes d'affinité calco-alcaline, dont les concentrations en éléments hygromagmaphiles, éléments réfractaires aux processus d'altération ~t de métamorphisme, possèdent des valeu rs de rapports comparables à celles des laves des domaines ' orogéniques actuels (LafTh=2 à 7; Thrra=8 à 10). L'évolution de cette lignée andésitique obéit à des mécanismes de cristallisation fractionnée impliquant tout d'abord l'assemblage plagioclase + pyroxène + oxydes ferro-titanés (andésite à dacite), puis plagioclase + FK + amphibole + minéraux accessoires (dacite à rhyolite). L'origine présumée des andésites basaltiques, termes les plus primitifs de cette lignée, est rechmchée dans la fusion partielle d'une souche mantellique dépourvue de grenat, fusion vraisemblablement déclenchée par un processus de décompression adiabatique lors de la distension cambrienne. Les ignimbrites dérivent de la fus ion crustale des séries volcano-sédi mentaires briovériennes, sous l'action probable de l'injection répétée des magmas andésitiques en base de croûte. Le cadre géodynamique dans lequel s'exerce l'activité volcanique cambrienne du Maine est celui d'un fossé d'effondrement soumis à une forte extension et qui jalonne une discontinuité crustale majeure, héritée de l'histoire cadomienne (limite entrE:) le bassin marginal mancellien et sa marge continentale méridionale). Cette activité marque la fin des manifestations magmatiques cadomiennes, caractérisées en domaine mancellien par d'intenses fusions crustales contribuant à la cratonisation : du dispositif d'arcs et de bassins de la chaîne fini-précambrienne.