Circulations de fluides et mécanismes de déformation dans les Schistes Lustrés Liguro-Piémontais : implications pour le fonctionnement des zones de subduction

Fluid circulation and deformation mechanisms in the Liguro-Piemont Schistes Lustrés : Implications for subduction zone processes

• Auteur / Autrice : Clément Herviou
• Direction : Philippe Agard, Anne Verlaguet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie
• Date : Soutenance le 09/05/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de la Terre de Paris (2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Jolivet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jaime D. Barnes, Åke Fagereng
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Ballèvre, Marco Scambelluri

Mots clés

Mots clés contrôlés

Piémont (Italie)

Ligurie (Italie ; région)

Schistes lustrés

Inclusions fluides

Subduction

Mots clés libres

Subduction

Inclusions fluides

Liguro-Piémontais

Schistes Lustrés

Ecaillage

Veines métamorphiques

Subduction

Fluid inclusions

Liguro-Piemont

Résumé

Ce travail vise à caractériser les fluides circulant dans une zone de subduction fossile, entre ~30 et 80 km de profondeur dans le cas d'étude retenu, celui du domaine Liguro-Piémontais alpin. L'étude des conditions métamorphiques enregistrées par les écailles tectoniques exhumées y révèle une distribution trimodale d’unités. Les fluides piégés, témoins de la circulation en contexte de subduction, ont été étudiés dans les veines de haute pression, notamment dans les sédiments des unités supérieures et médianes. La composition des inclusions fluides, ainsi que l’étude statistique de la distribution de ces veines, suggèrent une alimentation locale par des fluides circulant de manière pervasive et à une échelle hectométrique à kilométrique. Dans les sédiments des unités inférieures, les salinités plus fortes suggèrent une infiltration de fluides provenant des roches mafiques et/ou ultramafiques. Les fortes salinités des veines des méta-gabbros sont, elles, interprétées comme héritées de la phase d’altération hydrothermale. La présence de talcschistes dans les contacts entre écailles, dont l'étude montre qu'ils dérivent de la transformation de serpentinites par des fluides d'origine méta-sédimentaire au pic d’enfouissement, révèle que l’écaillage des unités supérieures et médianes a été largement contrôlé par des contrastes lithostratigraphiques. Par contraste, les réactions de déshydratation semblent avoir contribué à l’écaillage des unités inférieures éclogitiques. Ce travail souligne la rétroaction positive entre déformation et infiltration de fluides, notamment dans les contacts serpentinites/sédiments, et son influence sur l’écaillage des unités tectoniques.

This work aims to characterize the fluids circulating in a fossil subduction zone, between ~30 and 80 km depth in the Alpine Liguro-Piemont domain. The study of metamorphic conditions recorded by the exhumed tectonic slices reveals a trimodal distribution of units. Trapped fluids, witnesses of circulation during subduction, have been studied in the high pressure veins, especially in the sediments of the upper and middle units. The composition of the fluid inclusions, as well as the statistical study of vein distribution, suggest a local supply by fluids circulating in a pervasive manner and on a hectometer to kilometer scale. In the sediments of the lower units, the higher salinities suggest infiltration of fluids from the mafic and/or ultramafic rocks. The high salinities of the metagabbro veins are interpreted as inherited from the hydrothermal alteration phase. The presence of talcschists in the contacts between slices, which are shown to be derived from the transformation of serpentinites by metasedimentary fluids at peak burial, reveals that the offscraping of the upper and middle units was largely controlled by lithostratigraphic contrasts. In contrast, dehydration reactions appear to have contributed to the slicing of the lower eclogitic units. This work highlights the positive feedback between deformation and fluid infiltration, particularly in serpentinite/sediment contacts, and its influence on the slicing of tectonic units.