TRAJECTOIRES PT(t) COMPLEXES DANS LE GROUPE LEPTYNO-AMPHIBOLITIQUE DU HAUT ALLIER (Massif Central) : IMPLICATIONS GEODYNAMIQUES

C. NICOLLET et M. LAHLAFI, Dpt de Géologie, Clermont Ferrand.

Dans le Massif Central français, l'unité allochtone du complexe leptyno-amphibolitique (CLA), d'origine, à la fois continentale et océanique, contient des reliques granulitiques emballées dans des roches du faciès amphibolite de pression intermédiaire. Des reliques de HP montrent de remarquables coronites, impliquant les réactions isogrades : Cpx + Gt + Q = Opx (et/ou Hb) + Pl, Opx + Cpx + Pl + V = Hb. Des métagabbros coronitiques ne présentent pas d'assemblages de HP et les couronnes polyminérales autour de l'olivine impliquent les réactions : Ol + Opx + An + V = Hb + Sp et/ou Gt. Ces reliques témoignent d'une évolution depuis un épisode précoce de HP (stade A : 1,5-2 GPa ; 800°C) vers celles du faciès granulite de PI (stade B : 0,8-1 GPa ; 750°C), avant rétromorphose, par refroidissement et hydratation, dans les conditions du faciès amphibolite (stade C : 0,6-0,7 GPa ; 700°C).

La trajectoire PT(t) ainsi définie a permis de proposer le modèle géodynamique désormais classique suivant : l'épisode de HP affectant, entre autres, un matériel d'affinité tholéiitique océanique, témoigne du passage de la subduction océanique à la collision ; les hautes températures de cet épisode ne sont, en effet, pas compatibles avec celles d'une subduction océanique, mais témoignent du réchauffement lié à la relaxation thermique en début de collision. L'étape dans le faciès amphibolite atteste, elle, de la collision et de l'exhumation de la chaîne. Cependant, cette trajectoire n'est que grossièrement définie, dans la mesure où la précision des thermobaromètres n'est pas encore satisfaisante, puisque la température est, au mieux, estimé à ± 50°C et la pression à ± 0.1 GPa. Avec une telle marge d'erreur, il est généralement impossible de distinguer entre différents modèles géodynamiques sur la seule base de leur évolution thermique (d'autant que l'absence de mégastructures préservées associées au métamorphisme de HP rend difficile la compréhension de la cinématique de cette collision). Par ailleurs, ces calibrations nous permettent de quantifier différents points des trajets PT(t), mais ne nous autorisent pas à tracer l'ensemble de ces courses PT(t). Seule une étude pétrologique détaillée, utilisant des méthodes fines (e.g. MEB), confrontée à des grilles pétrogénétiques théoriques, permet d'interpoler (de manière qualitative) entre ces différents points.

Une telle étude, réalisée dans le Haut Allier, a permis de mettre en évidence un quatrième stade (D) dans le faciès granulite. En effet, une étude au MEB révèle que la paragenèse amphibolitique du stade C est remplacée par de très fines symplectites impliquant les réactions : Gt + Hb + Q = Opx + An + V et Hb = Opx + Cpx + An + V dans les granulites de HP et Hb + Gt = Opx + Sp + An + V dans les métagabbros à Ol. Ainsi, la trajectoire rétrograde A-->B-->C se termine par un stade D qui suppose soit (1) une augmentation de la pente P/T au cours du refroidissement, soit (2) un réchauffement tandis que P décroît.

La trajectoire PT(t) ainsi précisée permet d'améliorer les modèles de l'évolution géodynamique de la collision varisque dans la région étudiée : dans le cas (1), le stade D pourrait résulter du sous charriage du bloc Sud sous le CLA, induisant un effet d'écran thermique. Dans le cas (2), le stade D pourrait être contemporain du métamorphisme de HT-BP associé à l'amincissement post-collisionel de l'orogène hercynien, bien connu dans d'autres portions de la ceinture varisque : Pilat-Velay, Mtgne Noire, Zone d'Ivrée, Pyrénées.