Kyanite-quartz synmetamorphic veins: Indicators of post-orogenic thinning and metamorphism (Western Meseta, Morocco)
Les veines synmétamorphiques de quartz à disthène : témoins d'un métamorphisme associé à l'amincissement post-orogénique (Meseta occidentale, Maroc)
Abstract
Des études récentes portant sur la chaîne hercynienne marocaine ont essayé de démontrer par de nombreux arguments d'ordre métamorphique, magmatique et structural qu' à une période de collision succède une évolution induite par le retour vers un équilibre thermique et gravitaire d'une croûte sur-épaissie. Par cette étude nous nous attacherons à mettre en évidence ce caractère généralisé de la tectonique extensive post-collision. Dans le massif hercynien des Rehamna, les veines de quartz à disthène sont encaissées dans des métapélites affectées par un métamorphisme à caractère barrovien, qui atteint les conditions du faciès des amphibolites et, de façon synchrone, la fusion partielle qui a engendré les granitoïdes de la région. De nouvelles observations de terrain appuyées par des travaux de laboratoire ont permis de mettre en évidence les caractères suivants : (i) les veines ou les filons de quartz à disthène sont clairement sécants et donc tardifs par rap-port à la stratification et la foliation régionale S0-1 associée à la première phase tectonothermale qui est synchrone de la collision hercynienne ; donc ces veines quartzitiques à disthène sont liées à une structuration plus récente. (ii) la structure pegmatitique et l'orientation des paragenèses minérales (disthène + quartz + micas blancs +/- tourmaline) dans les veines suggèrent une cristallisation qui correspond à une précipitation de minéraux à partir d'une solution hydrothermale riche en silice dans des ouvertures macroscopiques. (iii) presque toujours les veines discordantes de quartz contenant ce silicate d'alumine sont associées à des zones métamorphiques marquées par une forte activité hydrothermale d'origine magmatique, et de ce fait elles sont considérées comme pénécontemporaines des pegmatites tardi-magmatiques, des veines de tourmalinite et des dykes de greisen minéralisés en béryl, rutile et cassitérite. Dans le cadre régional, le premier apport de cette étude est de susciter une hypothèse : le disthène n'est pas attribué à la pression lithostatique, c'est-à-dire à la profondeur, mais plutôt à la pression de fluide engendrée par une solution hydrothermale en surpression. La présente note s'attache précisément à proposer un processus géodynamique où sont intégrés d'une part les veines ou filons synmétamorphiques de quartz à disthène, et d'autre part, l'amincissement crustal post-orogénique, considéré comme élément structural majeur dont le développement s'est accompagné de plu-sieurs manifestations hydrothermales de grande ampleur, vraisemblablement associées à un magmatisme granitique qui contrôle la distribution de la quasi-totalité des minéralisations dans le massif hercynien des Rehamna. Recent studies on the Moroccan Hercynian Belt have used metamorphic, magmatic and structural evidence to demonstrate that the post-collisional period was driven by return of the thickened crust towards thermal and gravi-tational equilibrium. In this study, we aim to characterize this general post-collisional extensional tectonic event. In the Rehamma Hercynian Massif, quartz-kyanite veins are found in association with amphibolite facies Barrovian metapelites. This metamorphism is synchronous with the partial melting episode which generated granitoids in the same region. Both experimental studies and field observations have led to the following conclusions: (i) quartz-kyanite veins or sills occurred later than the stratification and the regional foliation S0-1, which are associated with the first tectonothermal stage of the Hercynian collision. These veins are therefore contemporaneous with a more recent tectonic event. (ii) In the veins, both the pegmatitic structure and orientation of the paragenetic assemblage (kyanite + quartz + muscovite +/- tourmaline) suggest that the minerals precipitated from silica-rich hydrothermal solutions within macroscopic cracks. (iii) Discordant quartz-kyanite veins are usually found in association with metamorphic zones which have been altered by intense hydrothermal activity of magmatic origin. These kyanite-quartz veins can be viewed as penecontemporaneous with other late-magmatic pegmatites, tourmaline veins and greisen dykes rich in beryl, rutile and cassiterite. In this study, we suggest that kyanite growth was induced by high-pressure hydrothermal fluids rather than by litho-static pressure alone (i.e. depth). We show that both quartz-kyanite veins/sills and post-orogenic crustal thinning can be integrated into a single geodynamic process. Significant hydrothermal events are contemporaneous with post-orogenic crustal thinning and are probably associated with the granitic magmatism which controls the distri-bution of almost all the mineralisation in the Rehamna Hercynian Massif.
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