Structural and thermal evolution of a synkinematic batholith from the Neoproterozoic hot orogen Araçuaí (Eastern Brazil)

par Mathieu Mondou

Thèse de doctorat en Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère

Sous la direction de Alain Vauchez et de Marcos Egydio-Silva.

Le jury était composé de Alain Vauchez, Marcos Egydio-Silva, Jérôme Bascou, Maria-Helena B.M. Hollanda.

Les rapporteurs étaient Ricardo I.F. Trindade, Jean-Luc Bouchez.

  • Titre traduit

    Évolution structurale et thermique d'un batholite syncinématique au sein de l'orogène chaud Néoproterozoïque Araçuai (Est Brésil)


  • Résumé

    Le domaine allochtone de la chaîne Neoproterozoïque Araçuaí met en jeu de grandes quantités de magma, de la fusion partielle et un gradient thermique élevé, ce que caractérise cette chaîne comme un orogène chaud. La suite tonalitique Galiléia, mise en place dans des métasédiments et déformée à l'état magmatique, représente un énorme batholite qui a fortement influencé le comportement mécanique de la croûte moyenne. L'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM) mesurée à travers le batholite et utilisé comme proxy de la petrofabrique, associé à une étude de la minéralogie magnétique, a permit de définir le comportement paramagnétique de la suite Galiléia et de mettre en évidence une déformation complexe en 3D. Les structures développées dans le magma visqueux résultent d'une combinaison de tectoniques tangentielles induites par la compression, et de forces gravitaires découlant du poids de la croûte sus-jacente. La dynamique du batholite est compatible avec celles déjà décrites pour des roches ductiles d'orogènes chauds. Les datations U/Pb sur zircon et monazites et 40Ar/39Ar sur amphiboles, muscovites et biotites ont permit la caractérisation de l'évolution t hermique du batholite et de contraindre la durée de la déformation. Le batholite Galiléia s'est mis en place à ~580 Ma, au cours d'un important événement magmatique, tectonique et thermique. Les températures sont restées hautes durant les premiers ~50 Ma de l'évolution thermique, favorisant une déformation constante du batholite à l'état magmatique, pendant plusieurs dizaine de millions d'années. De telles hautes températures et une telle déformation stable durant de si longues périodes sont des caractéristiques qui semblent communes au orogènes chaud. Le refroidissement lent estimé à 10°C/Ma après ~500 Ma indique l'exhumation a été très lente, probablement due à l'érosion uniquement.


  • Résumé

    The allochtonous domain of the Neoproterozoic Araçuaí belt involves large amounts of magma, widespread partial melting, granulitic facies and high geotherm, characterising this belt as a hot orogen. The Galiléia tonalitic suite, emplaced within host metasediments and deformed at magmatic state, represents a huge batholith that strongly influenced the mechanical behaviour of this middle crust. The anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measured through this batholith and used as a petrofabric proxy, combined to a detailed magnetic mineralogy investigation, permitted to characterize the paramagnetic behaviour of the Galiléia suite and therefore to highlight a complex 3D strain deformation. The observed structures developed within the viscous magma resulted from a combination of tangential tectonics induced by the compression, and gravitational forces arising from the load of the overlying crust. The kinematics of the batholith is compatible with that already described for ductile rocks of hot orogens. U/Pb dating on zircons and monazites together with 40Ar/39Ar dating on amphiboles, muscovites and biotites permitted to define the thermal evolution of the Galiléia batholith and its host metasediments and constrain the timing of the deformation. The Galiléia batholith emplaced during an important magmatic, tectonic and thermal event at ~580 Ma. Temperature remained high during the first ~50 Ma of the thermal evolution, promoting a seemingly constant deformation of the batholith at magmatic state during several tens of millions years. Such high temperature conditions and stable deformation kinematics during protracted periods of time are supposed to be characteristic of hot orogen. The slow cooling rate of ~10°C/Ma evidenced after ~500 Ma probably indicate a very slow exhumation probably only conducted by erosion.

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