Thèse doctorat : Sciences e la Terre et de l'Univers : Nancy 1 : 2005. Thèse doctorat : Scienze della Terra : Università degli studi di Bari : 2005. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre.

Th. 3e cycle--Struct. et évolution géol. des océans--Brest, 1979. / 108.

Dans le secteur de Taxco-Zihuatanejo (Mexique méridional) affleurent six séquences volcano-sédimentaires et/ou volcano-plutoniques d'arc datées du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur qui se sont accrétées au craton nord-américain à la fin du Crétacé inférieur. La séquence de Taxco-Taxco Viejo comprend des andésites, des dacites et des rhyolites calco-alcalines interstratifiées dans une sédimentation exclusivement détritique. Elle est affectée par un métamorphisme syncinématique de basse température (221-276°C). Cette formation représente vraisemblablement le témoin d'un arc insulaire édifié sur un substratum continental. La séquence de Teloloapan comprend des pillow lavas basiques surmontés en concordance par des dépôts volcanoclastiques à lentilles de calcaires récifaux de l'Aptien et des calcaires récifaux de Aptien-Albien. Elle est affectée par deux métamorphismes de bas degré : (1) hydrothermal océanique et (2) syn-cinématique. Le volcanisme comprend surtout des basaltes et des andésites calco-alcalins avec de rares roches acides (andésites et rhyolites tholéïtiques). Comparées aux séries calco-alcalines d'arc intraocéanique, les basaltes et andésites sont enrichis en HFSE et LREE. Les basaltes et andésites présentent des différences géochimiques et un eNd compris entre +4,6 et +1,6. Cette séquence s'est développée dans un environnement d'arc insulaire intra-océanique. La séquence plutono-volcanique d'Arcelia comprend un ensemble plutonique qui repose en klippe sur des basaltes en coussins recoupés par des filons basiques. La sédimentation est soit micritique au sein de la pile volcanique soit pélitique à radiolaires au sommet et datée de l'Albien-Cénomanien. Laves et filons sont affectés par un métamorphisme statique et hydrothermal prehnite-pumpellyite. Les roches basiques d'Arcelia, y compris les rhyolites, montrent des affinités de tholéïte typique d'arc insulaire intra-océanique (eNd compris entre +8 et +6). La séquence de Huetamo représente le comblement d'un bassin fortement subsident qui se développe entre des îles volcaniques appartenant à un environnement d'arc insulaire. La séquence volcano-sédimentaire de Zihuatanejo albo-cénomanienne est composée de pyroclastites et de laves calco-alcalines déjà différenciées, associées à des calcaires récifaux et/ou des couches rouges continentales. Le complexe de subduction de Las Ollas comprend des blocs de roches basiques et ultrabasiques enchâssés dans une matrice de serpentine ou de flysch. Ces blocs sontaffectés par un métamorphisme HP-BT. Les roches basiques montrent des affinités de tholéïtes d'arc, appauvries en terres rares légères. Leurs caractères géochimiques communs suggèrent qu'elles représentent des fragments dissociés d'un croûte supérieure d'un arc insulaire intra-océanique, formée aux tous premiers stades de l'activité de l'arc. Les affinités magmatiques des séries d'arc mésozoïques du "Guerrero terrane" sont très diversifiées à la fois d'une séquence à l'autre et à l'intérieur d'une même séquence. Cependant, deux ensembles peuvent être reconnus : (1) des tholéïtes d'arc appauvries à légèrement enrichies en LREE, composées exclusivement de basaltes et de leurs filons nourriciers et présentes à Arcelia et Las Ollas; quelle que soit la séquence, des cumulats ultrabasiques et basiques sont tectoniquement associés aux laves; leur source mantellique appauvrie (eNd compris entre +8 et +5,5) est du type Lherzolite à spinelles; (2) des séries calco-alcalines enrichies ou appauvries en HFS. Les roches basiques prédominent dans la série calco-alcaline enrichie en HFS (Famille I), représentée par les basaltes et les andésites de l'Aptien-Albien de Teloloapan qui dérivent d'une source enrichie de "Type Lherzolite à grenat". La série appauvrie en HFS (eNd compris entre +9 et +7,5) est représentée par les andésites de Zihuatanejo et les galets de l'Aptien-Albien de Huetamo (Famille II) qui dérivent d'une source mantellique appauvrie, identique à celle des tholéïtes mais avec des taux de fusion partielle moins élevés. Enfin la famille III regroupe les laves de Taxco et présente des caractères intermédiaires entre les familles I et II. Ainsi, les séquences magmatiques orogéniques du "Guerrero terrane" reflètent la complexité de cet arc ou de ces arcs qui, néanmoins, ont fonctionné pratiquement en même temps.

IDans la région de Dabakala située au Nord-Est de la Côte d’Ivoire, la croûte birimienne de l’Afrique de l’Ouest comporte trois séries volcano-Sédimentaires, toutes orientées NNE-SSW: celle de la Haute Comoé à l’est, celles du Haut-N’Zi et de Fettêkro à l’ouest. Elles constituent l’encaissant d’importants massifs granitiques datés à 2,1 Ga, l'ensemble formant une ride granitique bordée par deux sillons volcano-Sédimentaires.Les données pétrographiques et géochimiques montrent que les volcanites présentent des variations de composition continues de basalte à rhyolite. Les métabasites, subalcalins à alcalins montrent une source de type lherzolite à spinelle, avec une possible contamination crustale. Leur environnement de mise en place serait un contexte de subduction. Les andésites montrent une affinité avec les arcs insulaires continentaux matures, suggérant un modèle de subduction avec délamination crustale. Les volcanites acides, également mises en place dans un contexte d’arc volcanique, terminent la lignée calco-Alcaline.Les plutonites de la région de Dabakala, comprenant des massifs de pegmatite, granite, granodiorite, diorite, tonalite et trondhjémite, sont liées à des arcs volcaniques et caractérisent un magmatisme calco-Alcalin de marge active. Les métasédiments se reportent quant à eux dans le champ des arcs insulaires continentaux.Au plan structural, la région de Dabakala présente des directions de fractures majeures orientées N-S à NNE-SSW senestres pour la plupart (les plus anciennes), N90° à N100° dextres (les plus récentes), NW-SE dextres ou senestres. Une structure significative, de direction N075° à N080° est identifiée pour la première fois: la faille de Sarala (FSr). La carte structurale du prospect aurifère de Bobosso indique globalement un fort développement des linéaments NNE-SSW recoupés par des linéaments NW-SE. Les premiers dessinent une mégastructure de premier ordre dénommée Zone Tectonique de Bobosso (ZTB), abritant plusieurs structures secondaires avec des lentilles minéralisées.Concernant la minéralisation aurifère, le prospect de Bobosso dans la série de la Haute-Comoé présente une déformation polyphasée avec une déformation cassante à l’origine de la formation de plusieurs générations de veines de quartz. La minéralisation aurifère présente un contrôle structural principalement marqué par les filons de quartz liés à la mise en place d’intrusions dans les basaltes et les andésites. Il existe deux types de minéralisations: une disséminée et l’autre filonienne. Cette distribution bimodale de l’or a été également mise en évidence dans les gisements de la ceinture Ashanti au Ghana et dans plusieurs gisements aurifères mondialement connus.La minéralisation disséminée serait syngénétique, d'après l’existence de teneurs élevées dans les sections de sondages sans aucun filon de quartz. La minéralisation filonienne est évidemment épigénétique. Les teneurs les plus élevées ont été obtenues dans les zones de sondages montrant la présence de lentilles, veines et filons de quartz, calcite ± tourmaline ± sulfures. La paragenèse métallifère est essentiellement constituée de pyrite, mais également de pyrrhotite, chalcopyrite et d’arsénopyrite, avec présence de magnétite et d’hématite. L'or n’est jamais visible à l’oeil nu, même dans les sections de forage présentant les plus fortes teneurs.Nous pouvons retenir une principale phase de minéralisation dans le prospect aurifère. Elle est de type hydrothermal et liée à la mise en place de granitoïdes dans les métasédiments et les volcanites lors de la fermeture des bassins à la fin de l’orogenèse éburnéenne. La minéralisation filonienne montre de plus fortes teneurs en Or. / In Dabakala region located in the northeastern part of Côte d'Ivoire, the birimian crust of West Africa displays three volcano-Sedimentary series: the Upper Comoé serie to the east, and the Upper N'Zi and Fettêkro series to the west. These three volcano-Sedimentary series are NNE-SSW oriented and enclose an important granitic mass dated to 2.1 Ga; thus constituting a granitic ridge bordered by two volcano-Sedimentary trenches.Petrographic and geochemical data show that these pyroclastic rocks have basalts, andesites, andesite basalts, dacites, rhyolites and rhyodacites compositions. Metabasites are generally subalkaline to peralkaline and show their source composition between those of N- MORB and E- MORB. Fettêkro serie basalts, with La / Yb values between 1.43 to 1.83 and La values between 2.21 to 5.6, are close to average of Nauru basalts and belts’ mafic. Their magmatic source would be spinel lherzolite type, with probably possible crustal contamination in an environment of implementing intra -Oceanic environment with building oceanic plateaus. Andesites show an affinity to continental and mature island arcs basalts, corresponding to a subduction model with crustal delamination. Acid volcanics are implemented in a volcanic arcs context and follow a calc-Alkaline suite.The plutonic rocks of the Dabakala region are composed to pegmatite, alkali and natural granite, granodiorite, diorite and gabbro. These rocks correspond to syn-Collisional volcanic arc plutonites, and are probably related to a calc-Alkaline magmatism of active margins. Metasediments generally defer in the field of continental island arcs.Structurally, the Dabakala region has major fractures directions oriented NS to NNE-SSW sinistral for most (older), N90° to N100° dextral (latest), NW-SE to NNW-SSE dextral or sinistral. A significant structure, oriented N075° to N080° is identified for the first time: the Sarala fault (FSr). The structural map of the Bobosso gold prospect generally indicates a strong development of NNE-SSW lineaments cut by NW-SE lineaments. The first ones draw a first order megastructure called Bobosso Tectonic Zone (ZTB), containing multiple secondary structures or mineralized lenses.Concerning gold mineralization, the Bobosso prospect (Upper-Comoé serie) has a polyphase deformation with brittle deformation as manifested in several ways. The latter is the cause of the formation of several generations of quartz veins. Gold mineralization presents mainly a structural control by quartz veins, related to the development of intrusions in basalts and andesites.. Two types of mineralization may be mentioned: disseminated and vein. This bimodal distribution of gold has also been highlighted in the Ashanti belt deposits in Ghana and several gold deposits known worldwide.Disseminated mineralization is syngenetic and relies on the existence of high grade in sections of surveys without quartz vein. The vein mineralization is evidently epigenetic. The highest grades were obtained in sections showing the presence of lenses, veins and quartz veins, tourmaline ± calcite ± sulfides. The metalliferous paragenesis consists essentially of pyrite, but pyrrhotite, chalcopyrite and arsenopyrite with presence of magnetite and hematite. Gold is not visible, even in the drill sections with the highest grades.We retain two main phases of mineralization in the Bobosso gold prospect: 1) a first phase (SEDEX type) occurred while opening rear arc basins. It occurs mainly in the metasediments and 2) a second phase (hydrothermal) related to the implementation of various granitoids in the metasediments and volcanics when closing pools at the end of the eburnean orogeny. Vein mineralization shows higher grades of gold.

Le Complexe de Jacupiranga (Cajati, SP) est l’une de plusieurs occurrences alcalines du Méso-Cénozoïque situées aux bords de la bassin de Paraná, dans la région sud-est de la Plate-forme Sud-Américaine. Cette unité présente une grande variété de roches: dunites, wehrlites, clinopyroxènites, roches de la série ijolitique, diorite, syénite, monzonite, phonolites, lamprophyres et carbonatites. Considérant que les carbonatites ont été largement étudiés au cours des dernières décennies, grâce à l’importance de sa minéralisation en phosphate, les roches silicatées ont été très peu étudiées. Cette étude présente des nouvelles données géochronologiques, de chimie minérale, de géochimie et isotopique pour le Complexe Jacupiranga, visant à mieux comprendre l'origine et l'évolution de l'unité. Âge argon des différents lithotypes varient entre 133,7±0,5 Ma et 131,9±0,5 Ma, tandis que l’âge obtenu par U-Pb au zircon est de 134,9±0,65 Ma, indiquant que la mise en place de l'unité a été contemporaine à l’extrusion de tholéiites de la Province Magmatique du Paraná. Bien qu'il ne soit pas possible de définir une séquence de mise en place parmi la clinopyroxenite, la diorite et le lamprophyre, la monzonite présente l’âges argon et U-Pb plus âgés que les autres roches. Deux séries magmatiques sont proposées pour les roches silicatées, compte tenu de leurs compositions chimiques: (1) une série fortement sous-saturé en silice, éventuellement lié à un magma parental de composition néphélinitique et (2) une deuxième série modérément sous-saturé, lié à des magmas basanitiques. Les lamprophyres sont considérés représentatifs du magma basanitique. La composition du liquide calculé en équilibre avec les coeurs de la diopside aux clinopyroxénites est similaire aux lamprophyres, ce qui indique qu'une partie des clinopyroxénites est associée au magma basanitique. Monzonite et meladiorite présentent les caractéristiques pétrographiques, compositionnelle et isotopique (87Sr/86Sri: 0,705979 à 0,706086; 143Nd/144Ndi: 0,511945 à 0,512089) qui suggèrent le processus d'assimilation crustale, bien que de caractère local et limité à certains impulsions de magma basanitique. Les carbonatites ont des rapports isotopiques (Nd et Pb) et composition trace (e.g. Ba/La, Nb/Ta) qui exclurent un lien avec les roches silicatées par immiscibilité de liquide. Il est proposé deux scénarios: un magma carbonatitique primaire, généré directement par la fusion du manteau, ou un magma secondaire généré par l’immiscibilité d'un composant silicaté encore inconnu dans l'unité. Données Nd-Sr-Pb-Hf indiquent une contribution importante du manteau lithosphérique subcontinental dans la genèse des roches du complexe. Les lamprophyres et le liquide calculé en équilibre avec le clinopyroxène ont des rapports CaO/Al2O3 et La/Zr relativement élevés et faible Ti/Eu, ce qui indique un manteau lithosphérique métasomatisé par des fluides riches en CO2 et les mécanismes de fusion "vein-plus-wall-rock". Les différences de composition entre ces liquides sont interprétés comme comme résultant du mélange entre la fusion des veines métasomatiques avec la fusion des péridotites, ainsi des proportions différentes de clinopyroxène/grenade à la source. Les variations dans les valeurs ΔεHf suggèrent que le magma basanitique represente une contribution plus grande des vein wehrlitique, tandis que le magma nephelinitiquea été être généré à partir des contributions un peu plus important des peridotites, bien que les deux fluides sont enrichis. Appauvrissement en Nb, Yb, enrichissement en ETR lèger pour rapport le lourdes et l'enrichissement en Cs, Rb et Sr dans les lamprophyres réactions suggèrent que les reactions métasomatiques à la source mantellique ont été associées aux fluides dérivés de processus de subduction. Les âges modèles TDM indiquent l'hétérogénéité à la source et sont compatibles avec les valeurs généralement obtenues pour les occurrences alcalines au du Sud-Est de la Plate-forme Sud-Américaine. / The Jacupiranga Complex (Cajati, SP) is one of several Meso-Cenozoic alkaline units intrusive along the Parana Basin margins, in the Central-Southeastern part of the South American Platform. This unit comprises a large variety of lithotypes: dunites, whehrlites, clinopyroxenites, rocks from the ijolite series, diorites, syenites, manzonites, phonolites, lamprophyres, and carbonatites. While carbonatites have been extensively investigated over the last decades, as they host an important phosphate ore deposit, little attention has been paid to the silicate rocks. The current study presents new geochronological, mineralogical, geochemical, and isotopic data on the Jacupiranga Complex, in order to better understand the origin and evolution of the unit. 40Ar/39Ar ages for different lithotypes range from 133.7±0.5 Ma to 131.9±0.5 Ma, while monzonite zircon analyzed by SHRIMP yields a U-Pb concordia age of 134.9±0.65 Ma, indicating that the Jacupiranga emplacement was contemporaneous with the extrusion of the tholeiites of the Paraná Magmatic Province. There seems to be no obvious age progression for clinopyroxenites, diorites, or lamprophyres, although the monzonite yield both 40Ar/39Ar and U-Pb ages older than those of the other rocks. Geochemical compositions of the silicate rocks are used to evaluate two main magma-evolution trends for that unit: (1) a strongly silica-undersaturated series, probably related to nephelinite melts and (2) a mildly silica-undersaturated series related to basanite melts. Lamprophyre dikes within the complex are considered as good representatives of the basanite parental magma. Compositions of the calculated melts in equilibrium with diopside cores from clinopyroxenites are quite similar to those of the lamprophyres, suggesting that at least a part of the clinopyroxenites is related to the basanite series. Meladiorite and monzonite show petrographic features and geochemical and isotope compositions (87Sr/86Sri: 0.705979-0.706086 and 143Nd/144Ndi: 0.511945-0.512089) suggestive of crustal assimilation, although it may be relegated to a local process and to some basanite batches. Carbonatites yield isotopic ratios (Nd and Pb) and trace elements composition (e.g. Ba/La, Nb/Ta) that preclude a link by liquid immiscibility with the silicate rocks. Two scenarios are envisaged: a primary magma of carbonatite composition originated by direct partial melting of the mantle or an origin by immiscibility from a hypothetical silicate magma currently unknown in the complex. Nd-Sr-Pb-Hf isotopic data indicate an important contribution of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) in the genesis of those rocks. Lamprophyres and calculated melts in equilibrium with clinopyroxene show relatively high CaO/Al2O3 and La/Zr ratios and low Ti/Eu, indicating a lithospheric mantle metasomatized by CO2-rich fluids and vein-plus-wall-rock melting mechanisms. Compositional variations among those liquids are attributed to the mixing between metasomatic veins partial melt and peridotite partial melt, besides as well as to the differences in the clinopyroxene/garnet ratios on in the mantle. ΔεHf variations suggest a slightly higher role of the wall-rock peridotite as a source component for the nephelinites, whereas the basanite parental magma is mainly related to the wehrlite veins, although both are enriched magmas. Depletion in Nb-Yb, enrichment of LREE relative to HREE, and enrichment in Cs, Rb and Sr in the lamprophyres suggest that the metasomatic reactions in the mantle source were caused by slab-derived fluids. TDM model ages indicate the heterogeneous nature of the mantle source and are coherent with the values generally obtained for the alkaline occurrences from the Central-Southeastern part of the South-American Platform.

Le complexe alcalin intrusif d'Ambatofinandrahana est constitué d'une association complexe de roches gabbroïques à syénitiques, granitiques, marquées par un caractère potassique à sodi-potassique. II s'agit de roches cafémiques alcalines (classification de Debon, Lefort, 1988). Les syénites sont à minéraux ferro-magnésiens sodiques accompagnés de minéraux riches en T.R. (monazite, sphène). D'après les relations de terrain, ces syénites sont considérées comme postérieures aux gabbros d'Ifasina. L'étude des terres rares dans les syénites montre le cogénétisme de ces roches (spectres sans anomalie en Eu, riches en LREE). Le granite de Vohimavo paraît lié à une lignée magmatique différente. Datées à 455 m.a par isochrone Rb/Sr, ces syénites représentent les dernières manifestations magmatiques de Madagascar avant celles du Crétacé (N.W de Madagascar). D'après Sr0 ces syénites présentent une origine avec participation crustale. Au sein de ces roches alcalines, des minéralisations en T.R (bastnaesite, monazite et chevkinite) se présentent en filons de roches siliceuses ou en éluvions . Ces minéralisations sont de type hydrothermal et non pegmatitique. Une origine alcaline a été démontrée par l'étude géochimique de ces minéraux . En effet, ces minéraux fractionnent de façon différentielle les lanthanides selon les milieux géochimiques dans lesquels ils se forment.

La mise en place des corps magmatiques acides ou basiques des Jebiles centrales s'est faite dans un domaine à déformation régionale essentiellement transcurrente et qui devient décrochevauchante aux limites de la chaîne avec les blocs stables. Elle est contrôlée par le jeu d'un accident N 1600 sénestre. Les corps magmatiques se sont mis en place entre des cisaillements N-S sénestres interconnectés par des cisaillements N70° dextres. Les trois familles de fractures indiquent un contexte transpressif et un champ de raccourcissement crustal post Viséen subhorizontal, de direction NW-SE. Une activité hydrothermale a accompagné la mise en place, la déformation et lE refroidissement des intrusions. Le fluide le moins évolué a une composition très proche de celle de l'eau de mer, il a transformé des granites en trondjhémites essentiellement par gain de Na et Mg et perte de Fe, K et Rb. Un fluide plus évolué é transformé des granulites en tonalites, essentiellement par gain. de Ca et perte de K Rb, Fe. Le fluide le plus évolué est riche en fer, sa circulation s'est localisée dam des zones de cisaillement métriques où il a transformé des gabbros en chloritoschistes de composition comparable aux chloritites des amas sulfurés locaux Ce changement de composition de fluide dans un même domaine géographique e pendant le même période, est caractéristique des systèmes hydrothermaw générateurs d'amas sulfurés. L'altération hydrothermale a profondément altéré la signature géochimique du magmatisme bimodal des Jebilet centrales. Les éléments immobiles indiquent que les trondhjémites/tonalites étaient initialement des granites de type A2; les roches basiques sont des tholéiites à signature géochimique ambigüe. La cinématique de la déformation et le type d'association bimodale des Jebilet centrales traduisent un environnement géodynamique complexe ou l'influence de mouvements de distension et de raccourcissement crustal s'est déroulée dans un contexte de convergence oblique de plaques.

L'objectif principal de ce travail est de déterminer dans quelle mesure l'étude de phénomènes physiques, secondaires par rapport à la différenciation magmatique, permet d'apporter des contraintes pour la reconstitution de l'évolution des chambres magmatiques. Dans un premier temps, une étude pétrologique de l'objet choisi -le Complexe plutonique Nord de Guernesey- a été réalisée. On en retire à la fois des résultats intéressant la géologie régionale et les paramètres de base pour l'étude des phénomènes physiques secondaires. Les résultats d'ordre régional consistent en la mise en évidence ou la confirmation de plusieurs points. On a ainsi montré que le Complexe plutonique Nord de Guernesey est un massif calco-alcalin d'âge cadomien (550-560 Ma) constitué de quatre intrusions. Les deux ensembles les plus basiques: le Gabbro de Saint-Peter-Port et le Groupe Dioritique de Bordeaux sont des formations litées qui constituent les témoins d'une ancienne chambre magmatique. Les relations entre gabbros et diorites ne peuvent être établies avec certitude, mais plusieurs critères pétrographiques et géochimiques incitent à penser qu'ils se - rattachent à une même évolution magmatique. Les deux intrusions les plus acides: la Granodiorite de L'Ancresse et le Granite de Cobo apparaissent résulter du mélange d'un constituant basique apparenté aux liquides gabbro-dioritiques et d'un constituant dérivant de la fusion crustale induite par la mise en place de la chambre magmatique basique. Le Groupe Dioritique de Bordeaux, et plus précisément le type Beaucette que l'on observe sur la côte Est de l'île, présente de nombreuses figures particulières traduisant l'intervention de phénomènes magmatiques divers venant se superposer à l'évolution magmatique principale par cristallisation fractionnée. On a ainsi des indications de l'importance des phénomènes tels que les mélanges dans les chambres magmatiques calco-alcalines. Certaines structures qui évoquent des figures de charge sédimentaires sont particuiièrement bien déveioppées à ia pointe Nord-Est de l'île. Ce sont elles qui ont été choisies pour étudier l'importance des phénomènes physiques de second ordre dans les chambres magmatiques. En effet, les mécanismes d'instabilité gravitaire ont une signification suffisamment simple pour permettre ce type d'approche.

A l'Ouest d'Ardebil, le Sabalan (4820 ml. massif volcanique central représente un ensemble subactif complexe. Le socle tectonisé de ce massif est constitué par des séries volcaniques d'âge Crétacé supérieur au Miocène, qui prolongent la ceinture volcanique d'Iran central. Après une phase tectonique ayant fortement plissé les assises anté-Crétacé supérieur (phase laramienne), des mouvements d'extension (andins? ), localisés principalement dans le Nord de cette région, provoquent la montée d'un magma alcalin sous-saturé (blairmorites) dont les épanchements sont associés à des calcaires pélagiques sénoniens. Les mouvements orogéniques du Danien permettent une émersion assez générale à laquelle fait suite une phase d'expansion importante. Cette phase, accompagnée de basculements traduit l'ouverture d'un "rift" intracontinental qui se poursuivra durant tout l'Eocène. Par des fissures profondes, l'ascension d'un magma alcalin donne naissance à des formations volcaniques d'épaisseur et d'étendue considérables. La différenciation complexe et poussée de ce magma se traduit par des laves très diversifiées (de latites basaltiques à des dacites).appartenant à l'association shoshonitique. Une transgression, du Nord vers le Sud, associée à l'extension du "rift", atteint son développement maximum au Lutétien. La fin de l'Eocène est caractérisée par l'arrêt de l'expansion, c'est-à-dire par la cicatrisation du "rift", accompagnée par une nouvelle émersion générale. Au début de l'Oligocène, une anatexie de la croûte se traduit par une phase de granitisation profonde, consécutive à la cicatrisation du "rift" Eocène. Le "rift", ainsi que l'anatexie,peuvent être l'expression de la présence d'un "dôme thermique" sous l'Azerbaïdjan oriental durant toute la période éocène. La granitisation oligocène se traduit par la mise en place d'énormes volumes de roches intrusives (monzonitesl, auxquelles sont liés quelques épanchements acides réduits. La fin de l'Oligocène est caractérisée par une phase tectonique cassante, durant laquelle s'individualisent de grands horsts d'orientation grossièrement Est-Ouest. Au Miocène et au Plio-Quaternaire, des mouvements tectoniques (contemporains de la surrection de la chaîne du Caucase) provoquent une intense fracturation des horsts. Des appareils volcaniques ponctuels se mettent en place le long de ces fractures miocènes, de direction méridienne. Sur l'un, des horsts se développe le Sabalan, affecté, au cours de son édification,par l'effondrement d'une caldera. La construction au strato-volcan anté-caldera s'est faite en cinq épisodes successifs, précédés chacun de phases explosives réduites. Les caractères volcanologiques des séries sont constants: dynamisme de type strombolien accompagné de coulées très étendues, avec un paroxisme effusif pour les séries intermédiaires.

Les roches volcaniques et plutoniques représentent une excellente fenêtre d'observation sur le manteau terrestre. Les études isotopiques sur le volcanisme océanique suggèrent un manteau actuel hétérogène, composé de pôles appauvris (DM, PREMA) et enrichis (EM1 et EM2) par rapport à la valeur initiale chondritique. En contexte continental, la contamination par la croûte participe largement à compliquer l'identification des réservoirs mantelliques dans la genèse d'une suite magmatique continentale. Cette thèse présente les résultats de deux études sur roches volcaniques/plutoniques appartenant respectivement à des dépôts volcaniques distaux jeunes (téphras) retrouvés dans une séquence de varves carbonatées des Alpes italiennes (Formation de Piànico, Alpes du Sud, Italie) et à une province ignée continentale ancienne (les Collines Montérégiennes, Québec, Canada). Le but commun à ces deux études est d'identifier et quantifier la contribution des sources magmatiques dans des situations « ambiguës » et difficiles d'interprétation, en utilisant le couplage des isotopes (isotopes radiogéniques et gaz rares) et des éléments majeurs et traces. Dans le premier cas (téphras de Piànico), l'ambiguïté dans la détermination des sources volcaniques est liée à la distance entre les dépôts (Alpes italiennes) et les sources présumées (Massif Central, France; Province Magmatique Romaine, Italie). Dans le deuxième cas (Collines Montérégiennes), la contamination crustale des magmas a masqué ou modifié sensiblement la signature isotopique originale de la source mantellique, rendant ambiguë sa détermination (manteau inférieur versus manteau supérieur). La thèse est composée de trois chapitres, chacun étant un article scientifique publié ou soumis dans une revue internationale avec comité de révision. Le premier article (publié en 2009 dans Quaternary International) traite d'une étude géochimique et isotopique (Nd-Sr) sur deux téphras jeunes, T21d et T32, retrouvés dans la séquence interglaciaire de Piànico (Italie). Le téphra rhyolitique T21d, précédemment daté par la méthode K-Ar à 779 ± 13 ka, semble provenir du complexe Mont Dore-Sancy dans le Massif Central français. Le téphra T32 représente les produits de la Province Magmatique Romaine, et plus particulièrement d'une éruption de l'un des centres éruptifs des Monts Sabatini, daté entre 802 ± 74 ka et 783 ± 77 ka. L'utilisation des systèmes isotopiques du Sr et Nd a permis d'établir un âge relatif des dépôts d'environ 780 ka pour les deux téphras, cohérent avec la datation K-Ar de T21 d ainsi qu'avec de récentes études paléomagnétiques sur la formation de Piànico qui ont montré une inversion de polarité assignée à la période Matuyama-Brunhes correspondant à la période interglaciaire MIS 19 du Pléistocène Moyen. Le deuxième article (en révision pour soumission dans la revue Lithos) fait l'objet d'une étude géochimique et isotopique sur des intrusions alcalines formant les Collines Montérégiennes. Le couplage des isotopes de Nd, Sr, Hf et Pb ainsi que l'étude géochimique des éléments majeurs et traces a permis de montrer pour la première fois l'implication du manteau lithosphérique sub-continental (SCLM) dans la formation de ces magmas. Les données des isotopes du Pb (207Pb/204Pb et 208Pb/204Pb) montrent clairement l'implication d'une composante qui pourrait être celle d'un manteau lithosphérique Archéen. Cette étude a permis de s'interroger sur les deux grandes hypothèses fournies dans les années 80 sur la formation des magmas des Montérégiennes: 1) un point chaud (impliquant des magmas issus d'un manteau inférieur) et 2) un rift continental (impliquant des magmas issus d'un manteau supérieur). L'hypothèse du point chaud est fortement ébranlée par les conclusions présentées dans l'article 2. On suggère que la formation des Montérégiennes soit le résultat de la réactivation du rift Ottawa-Bonnechère successive à l'ouverture de l'Océan Atlantique Nord. Le troisième article (en révision pour soumission dans la revue Chemical Geology) présente une étude sur les isotopes des gaz rares (4He et 36,38,40Ar) et les isotopes de l'azote (δ15N) analysés dans des clinopyroxènes et amphiboles séparés des roches mafiques des Montérégiennes. Les signatures isotopiques de l'Ar, He et N ont permis de mettre en évidence une source mantellique similaire à celle d’un manteau supérieur de type MORB ou bien de type SCLM, et d’exclure l’hypothèse d’une source mantellique profonde de type OIB (point chaud). On a en particulier mis en évidence pour la première fois une corrélation entre les isotopes de l'azote, les isotopes du plomb 208Pb/204Pb et 207Pb/204Pb) et certains rapports d’éléments traces (La/Nb et Ba/Nb), permettant ainsi de confirmer une source dominante de type SCLM. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Province des Montérégiennes (Québec), Rb-Sr, Sm-Nd, Lu-Hf, Pb commun, gaz rares (He-Ar), azote, manteau lithosphérique, Tépho-chronostatigraphie, Formation de Piànico (Italie), complexe Sancy -Mont-Dore, Province Magmatique Romaine.