Etat thermique de la croûte varisque dans le massif nord-pyrénéen du Saint Barthélémy
Résumé
La chaîne Varisque est classiquement interprétée comme le résultat
d’une subduction océanique suivie d’une collision continentale
et d’un épisode tardif de haute température. La singularité
du segment pyrénéen est la prédominance de cet épisode tardivarisque
qui est caractérisé au premier ordre par une déformation
majeure synchrone d’un métamorphisme de haute température et
d’un magmatisme varié. Cependant, la source de chaleur responsable
du métamorphisme et du magmatisme reste débattue.
L’objectif de cette étude est de déterminer les trajets P-Tt-
déformation à l’échelle d’un massif nord-pyrénéen, le Saint
Barthélémy, et de discuter des causes de l’évolution des gradients
géothermiques.
Le massif du Saint Barthélémy est composé de deux unités séparées
par une zone de cisaillement à faible pendage. L’unité
supérieure du Saint Barthélémy représente la croûte varisque
supérieure constituée de migmatites et de micaschistes alors que
l’unité basale, formée de gneiss granulitiques, correspond au début
de la coûte inférieure. Les granulites des massifs nord-pyrénéens
sont les reliques les plus profondes de la croûte varisque mises à
l’affleurement lors du cycle alpin. L’ensemble du massif est caractérisé
par une déformation majeure rétrograde par rapport au pic
thermique suivie d’une localisation de la déformation le long de
bandes de cisaillement chaudes. Les données P-T-t-déformation
indiquent une température homogène de 800 C sur l’ensemble
de la croûte médiane de 10 à 20 km pendant le pic thermique à
300 Ma (datation U-Pb sur zircons et monazites de granulites et
migmatites). Dans la partie supérieure de la croûte, on observe un
gradient maximum supérieur à 80 C/km à 10 km de profondeur.
Nous suggérons que ce géotherme est induit par la migration de
liquides depuis la base de la croûte jusqu’à la profondeur de mise
en place des corps magmatiques dans la partie supérieure du massif.
Un second épisode thermique est enregistré à 280 Ma. Nous
proposons que cet épisode permien soit lié à la relaxation thermique
de la croûte. En effet, le chemin rétrograde montre un
refroidissement de la croûte granulitique du Saint Barthélémy au
cours de l’exhumation. L’évolution du géotherme, caractéristique
des massifs nord-pyrénéens, suit un épisode magmatique diversifié
à ca. 305 Ma à l’échelle de la chaîne. Cette coïncidence, ainsi
que l’absence d’enregistrement d’épaississement crustal, suggère
une origine mantellique de l’anomalie thermique tardi-varisque.