Geo-thermochronology of the Saint Antonin basin, south-eastern France

Géo-thermochronologie du bassin de Saint Antonin, sud-est de la France

¹ Institut des Sciences de la Terre, Université Grenoble Alpes, CNRS, 1381 Rue de la piscine, 38041 Grenoble cedex, France
² Laboratoire Magmas et Volcans, UMR6524 CNRS & Université Blaise Pascal, 5 Rue Kessler, 63038 Clermont-Ferrand, France

^* Corresponding author: matthias.bernet@univ-grenoble-alpes.fr

Received: 16 January 2018
Accepted: 22 July 2018

Abstract

The clastic sedimentary formations of the Saint Antonin basin in the French Maritime Alps contain the record of the Early Oligocene erosional history of the Maures-Esterel massif, Sardinia and Corsica. Detrital apatite fission-track dating and zircon fission-track/U-Pb double dating of samples collected from the Saint Antonin basin confirm sediment provenance and allow obtaining first-order estimates of drainage basin maximum and long-term average exhumation rates. Whereas average exhumation rates were on the order of 0.1–0.2 km/Myr during the Early Oligocene, small parts of the Saint Antonin basin source areas may have experienced maximum exhumation rates on the order of 0.4–0.7 km/Myr. Although zircons and apatites with Early Oligocene fission-track cooling ages make up between 11–15% of the dated grains, a possible volcanic contribution is negligible, as only one single volcanic zircon grain was identified by fission-track/U-Pb double dating. Regional geodynamic processes with convergence in the Western Alps to the east and the end of the Pyreneo-Provençal compression phase by the early Oligocene controlled the differences in basin fill history and sediment provenance between the Saint Antonin basin and the largely contemporaneous Barrême basin in south-eastern France.

Résumé

Les formations sédimentaires clastiques du bassin de Saint Antonin, dans les Alpes Maritimes françaises, contiennent les archives de l’histoire oligocène précoce de l’érosion du massif des Maures-Esterel, de la Sardaigne et de la Corse. La datation par traces de fission sur apatites détritiques et la double datation trace de fission/U-Pb sur les mêmes grains de zircon des échantillons recueillis dans le bassin de Saint Antonin confirment la provenance des sédiments et permettent d’obtenir des estimations de premier ordre des taux d’exhumation maximaux et moyens à long terme. Alors que les taux d’exhumation moyens étaient de l’ordre de 0,1 à 0,2 km/Myr au début de l’Oligocène, de petites parties des zones sources du bassin de Saint Antonin ont pu connaître des taux d’exhumation maximum de l’ordre de 0,4 à 0,7 km/Myr. Bien que les zircons et les apatites avec des âges de refroidissement de traces de fission oligocène précoce représentent entre 11 et 15 % des grains datés, une contribution volcanique possible est négligeable, car un seul grain de zircon volcanique a été identifié par double datation trace de fission/U-Pb. Les processus géodynamiques régionaux avec convergence dans les Alpes occidentales à l’est et la fin de la phase de compression pyrénéo-provençale au début de l’oligocène contrôlent les différences d’histoire de remplissage du bassin et de provenance des sédiments entre le bassin de Saint Antonin et le bassin de Barrême, largement contemporain dans le sud-est de la France.