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BSGF - Earth Sci. Bull.
Volume 193, 2022
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Article Number | 13 | |
Number of page(s) | 29 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/bsgf/2022008 | |
Published online | 22 August 2022 |
Regular Article
Carboniferous-Permian tectono-metamorphic evolution of the Pelvoux Massif (External Crystalline Massif, Western Alps), with discussion on flow kinematics of the Eastern-Variscan Shear Zone
Évolution tectono-métamorphique Carbonifère-Permien du massif du Pelvoux (Massif cristallin externe, Alpes occidentales), avec discussion sur la cinématique de fluage de la zone de cisaillement Est Varisque
1
UMR 7327, Institut des Sciences de la Terre d’Orléans, Université d’Orléans, CNRS, 45071 Orléans Cedex 2, France
2
UMR 6249 Chrono-environnement, Université de Franche-Comté, 16 route de Gray, 25030 Besançon Cedex, France
3
BRGM-French Geological Survey, 3 Avenue Claude Guillemin, 45100 Orléans, France
4
Géosciences Montpellier, Université de Montpellier, CNRS, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5, France
5
Univ. Rennes, CNRS, Géosciences Rennes-UMRS 6118, 35000 Rennes, France
* Corresponding author: kevin.freville@gmail.com
Received:
14
June
2021
Accepted:
19
May
2022
Based on new structural, petrological and U-Th-Pb geochronological data, a reappraisal of the Variscan tectono-metamorphic history of the Pelvoux Massif (External Crystalline Massif, French Alps) is proposed with the aim to understand the flow pattern and kinematics of the Variscan partially molten crust and the Eastern Variscan Shear Zone. The Pelvoux Massif consists of high-grade metamorphic rocks of middle to lower crust, mostly migmatites, that record a prominent syn-metamorphic deformation event (D2) characterized by a pervasive NE-SW striking, steeply dipping, S2 foliation, and a network of anastomosed NS and NW-SE trending shear zones, the kinematics of which indicates a sinistral transpression. Relics of an early syn-metamorphic event (D1/M1) related to crustal thickening and top-to-the-east nappe stacking are also reported. Both the D1 and D2 features are interpreted as reflecting a NW-SE shortening event, firstly marked by dominant nappe stacking, and secondly overprinted by a sinistral transpression that started at peak metamorphism with the onset of crustal partial melting at ca. 650 °C during the late Visean (ca. 335–330 Ma). Ongoing sinistral D2 transpression in the partially molten middle-lower crust of the Pelvoux involved strain partitioning between C and C’ shear zones and horizontal longitudinal flow in the range 330–300 Ma. Along the anatectic front, vertical shortening and top-to-the-NW shearing (D3) is coeval with D2 and argue for southeastward motion of the partially molten crust. The contemporaneity between NW-SE directed transpressional flow and vertical shortening is supported by our radiometric data of D2 and D3 and attests for strain partitioning between the suprastructure and infrastructure during horizontal crustal flow under transpressive regime. The exhumation of deep-seated rocks during sinistral transpression followed a near isothermal (ca. 700 °C) evolution down to pressure of ca. 0.5 GPa in the period 325–306 Ma. The sinistral transpression recorded in the Pelvoux Massif might corresponds to an antithetic shear zone coeval with the dextral East-Variscan Shear Zone, proposed for this part of the Variscan orogen.
Résumé
Sur la base de nouvelles données structurales, pétrologiques et géochronologiques U-Th-Pb, une réévaluation de l'histoire tectono-métamorphique varisque du massif du Pelvoux (Massif cristallin externe, Alpes françaises) est proposée dans le but de comprendre le style et la cinématique du fluage de la croûte varisque partiellement fondue et de la Zone de Cisaillement Est Varisque. Le massif du Pelvoux est constitué de roches métamorphiques de haut grade, de la croûte moyenne à inférieure, principalement des migmatites, qui enregistrent un événement de déformation syn-métamorphique prédominant (D2) caractérisé par une orientation NE-SW, une foliation S2 à fort pendage et un réseau anastomosé de zones de cisaillement d'orientation NS et NW-SE dont la cinématique indique une transpression senestre. Des reliques d'un événement syn-métamorphique précoce (D1/M1) lié à l'épaississement de la croûte et à l'empilement des nappes à vergence Est sont retrouvées. Les caractéristiques de D1 et D2 sont interprétées comme reflétant un événement de raccourcissement NW-SE, d'abord marqué par l'empilement dominant des nappes, qui évolue ensuite en une transpression senestre, initiée au pic du métamorphisme avec le début de l’anatexie crustale dès 650 °C, à la fin du Viséen (335–330 Ma). Dans la croûte partiellement fondue, la déformation transpressive senestre D2 se partitionne avec la formation de zones de cisaillement C et C’ qui accommodent le fluage longitudinal entre 330 et 300 Ma. Le long du front anatectique, un raccourcissement vertical accompagné d’un cisaillement vers le NW (déformation D3) sont contemporains de D2 et participent aussi à l’échappement vers le sud-est de la croûte partiellement fondue. La contemporanéité entre le fluage transpressif dirigé NW-SE (D2) et le raccourcissement vertical à cinématique NW (D3) est étayée par nos données radiométriques. L'exhumation des roches profondes lors de la transpression senestre a suivi une évolution quasi isotherme (~ 700 °C) jusqu'à une pression d'environ 0,5 GPa dans la période 325–306 Ma. La transpression senestre enregistrée dans le massif du Pelvoux pourrait correspondre à une zone de cisaillement antithétique contemporaine de la zone de cisaillement dextre Est-Varisque.
Key words: Variscan belt / Western Alps / Belledonne-Pelvoux / East-Variscan Shear Zone / migmatite / transpression
Mots clés : chaîne Varisque / Alpes occidentales / Belledonne-Pelvoux / zone de cisaillement Est varisque / migmatite / transpression
© K. Fréville et al., Published by EDP Sciences 2022
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