Comportement mécanique des amphibolites à l’interface de subduction

Mathieu Soret (1) , Philippe Agard (1) , Benoît Dubacq (1) , Benoit Ildefonse (2) , Philippe Yamato (3) , Cécile Prigent (1, 4)

1 iSTeP - Institut des Sciences de la Terre de Paris
2 Géosciences Montpellier
3 GR - Géosciences Rennes
4 ISTerre - Institut des Sciences de la Terre

Les semelles métamorphiques sont situées à la base des grandes ophiolites obductées. Elles sont principalement composées d’amphibolites (métabasaltes à amphiboles ± grenat, clinopyroxène, plagioclase) fortement cisaillées et dont les conditions maximum de métamorphisme sont estimées à 800±100C et 1.0±0.2 GPa. Leur formation a lieu au cours des 2 Ma suivant l’initiation des zones de subduction. Ces amphibolites sont interprétées comme des portions de lithosphère océanique subduite, portions qui sont métamorphisées, dis-je, à haute température par transfert de chaleur depuis le coin de manteau sus-jacent qui formera la base de l’ophiolite obductée. Leur importante déformation au pic de métamorphisme est interprétée comme synchrone à leur accrétion au manteau de la plaque supérieure. Les semelles métamorphiques sont donc des témoins directs de la dynamique précoce des zones de subduction océanique. Leur pétrologie et leur déformation fournissent des contraintes majeures, et rares, sur l’évolution de la structure thermique et sur le comportement mécanique de l‘interface de subduction naissante. Cette étude présente des données structurales à plusieurs échelles, couplant des analyses de terrain aux analyses EBSD sur des échantillons à amphibole ± plagioclase ± clinopyroxene ± grenat de la semelle métamorphique. Les grains d’amphibole et de plagioclase sont caractérisés par une forte orientation préférentielle parallèle à la foliation et à la linéation. Cette fabrique est accompagnée par une forte orientation cristallographique préférentielle des amphiboles marquée par un axe [001] marquant la linéation et la normale au plan (001) perpendiculaire à la foliation. Les plagioclases montrent une orientation cristallographique préférentielle faible voire nulle. Cette fabrique est similaire à celle observée dans les amphibolites cisaillées de base de croûte continentale. Les clinopyroxènes et les grenats présentent des degrés d’orientation intermédiaires. Ces deux phases forment des boudins dont l’axe long est orienté parallèlement à la foliation. Les porphyroclastes de clinopyroxène présentent une extinction ondulante et le développement de sousgrains à leur périphérie. Les clinopyroxènes et les grenats agissent donc comme phases ” dures ”, augmentant la résistance de la roche à la déformation. À l’initiation de la subduction, la partie supérieure de la plaque plongeante est affectée par l’augmentation progressive du degré de métamorphisme. Ceci entraîne une forte déshydratation et la cristallisation de phases ” faibles ” (quartz, amphibole, plagioclase) et ” fortes ” (clinopyroxene, grenat). La rhéologie de l’interface de la subduction en est fortement affectée. Les unités de la semelle métamorphique (avec des minéralogies et des conditions P-T-t différentes) accrétées aux péridotites de la plaque supérieure témoignent de changements rhéologiques majeures à l’interface de la subduction au cours de l’histoire précoce des zones de subduction.

Mots clés: amphibolite; déformation; semelle métamorphique; Oman; subduction; rhéologie

Domaines: Tectonique

Mathieu Soret, Philippe Agard, Benoît Dubacq, Benoit Ildefonse, Philippe Yamato, et al.. Comportement mécanique des amphibolites à l’interface de subduction. 25 ème Réunion des sciences de la Terre (RST 2016), Société Géologique de France, Oct 2016, Caen, France. pp.298. ⟨insu-01388730⟩