Pop-down tectonics, fluid channelling and ore deposits within ancient hot orogens

International audienceMany Archaean and Paleoproterozoic deformation zones, often rich in ore resources, show particular structural patterns in particularmarked by regional vertical stretch. These zones are not restricted to greenstone-bearing Archaean domains that may have suffered gravity-driven sagduction of heavy supra-crustals, as extensively discussed since the last twenties. Structures are actually best explained by pop-down tectonics of upper-crustal unitswithin an underlyingweak crust submitted to horizontal regional shortening.Herewe present three complementary examples fromtwo Archaean greenstone belts (Abitibi sub-Province, Quebec, andMurchison belt, South Africa) and one greenstone-lacking Paleoproterozoic belt (Thompson belt,Manitoba). In the three examples, ore is concentrated along steeply dipping deformation zones, rich in syntectonic deposits and marked by substantial sub-vertical crustal stretch. On the other hand, the three regions show differences in age, in metamorphic grade (from sub-greenschist facies to upper amphibolite facies), in metal contents (gold, antimony, nickel), in metal sources, transfers and concentration histories. Our compared analysis emphasizes that pop-down tectonics associatedwith horizontal shortening of weak lithospheres may account for observed geometric patterns and provide a new and promising frame for the analysis of relationships between structural patterns and ore concentrations within old cratons

Syn-convergence flow inside and at the margin of orogenic plateaus: Lithospheric-scale experimental approach

International audienceThis study investigates three-dimensional flow modes of orogenic plateaus by means of physical modeling. Experiments consist of shortening two contiguous lithospheres of contrasting strength, one being a weak plateau-type lithosphere and the other a strong craton-type lithosphere. The lateral boundaries are either totally confined or allow escape toward a lateral foreland on one side. Two synconvergence flow regimes are distinguished, which are governed by the balance between the gravity potential and the strength of the plateau crust and the resistance of its lateral foreland. The first regime implies transversal (orogen-normal) injection of plateau lower crust into the collision zone as a result of confinement of the plateau by an increasingly stiffer lateral boundary. As a precursor mechanism to channel flow, transversal injection responds to downward thickening of the plateau crust that is forcedly extruded into the orogenic wedge. The second regime is that of collapse-driven lateral escape of the plateau. This regime is established after a threshold is attained in the interplate coupling in the collision zone, which allows the gravity potential of the plateau to overcome the resistance of its lateral boundary. Under the collapse-driven escape regime (orogen parallel), such as that governing Tibet during the last 13 Ma, most of the convergence in the plateau and the top and rear of the collisional wedge is transformed into lateral flow and extension

Deep reflection seismic imaging of the internal zone of the South Armorican Hercynian belt (western France) (ARMOR 2/Géofrance 3D Program) Imagerie sismique de la zone interne de la chaîne hercynienne sud-armoricaine (projet Armor 2/programme Géofrance 3D)

International audienceWe present results and interpretation of a 72 km long deep seismic reflection profile acquired across the internal zone of the Hercynian belt of South Brittany. The profile is of excellent quality, most of the crust being highly reflective. The “ARMOR 2 South” profile, is correlated with the “ARMOR 2 North” profile that was published in 2003. Correlation of the main subsurface reflections with surface geological and structural data provides important information about the crustal structure that resulted from thickening during Late Devonian and regional-scale extension during Late Carboniferous. In particular, seismics image shows a very high reflectivity zone, lying flat over more than 40 km at about 10–12 km depth. This zone is interpreted as a major zone of ductile crustal thinning. Nous présentons les résultats et l'interprétation d'un profil de sismique réflexion en écoute longue, de 72 km de long à travers les zones internes de la chaîne hercynienne sud-armoricaine. Le profil est d'excellente qualité, avec une forte réflectivité à travers toute la croûte. Le profil, « ARMOR 2 Sud », est corrélé avec le profil « ARMOR 2 Nord » publié en 2003. Les corrélations des réflexions les plus superficielles avec les données géologiques et structurales de surface fournissent d'importantes informations sur la structure crustale qui résulte d'un épaississement débutant au Dévonien supérieur et d'une extension régionale au Carbonifère supérieur. En particulier, la sismique met en évidence une zone sub-horizontale à très forte réflectivité, de plus de 40 km de long à environ 10–12 km de profondeur. Cette zone est interprétée comme une zone d'amincissement crustal majeur

ORIENTATIONS PRÉF'ÉRENTIELLES DE RÉSEAU ET DÉFORMATIONS NATURELLES. Applications aux quartzites (segment hercynien de Bretagne centrale) et aux amphiholites (couverture des dômes gneissiques de Kuopio-Finlande)

No abstractD'une manière générale, un évènement tectonique corresond àune déformation progressive des roches, qui aboutit, à différenteséchelles, à l'obtention de structures finies caractéristiques et analysables.Lorsqu'une roche subit une déformation, et lorsque les conditionsthermodynamiques sont suffisantes, il est fréquent que certainscristaux s'orientent par rapport aux directions principales de déformation,ce qui conduit au développement d'orientations préférentielles deréseau (texture, fabrique de réseau) de ces minéraux constitutifs. Dansce sens, les orientations préférentielles de réseau sont susceptibles derefléter certains des caractères de la déformation. Un exemple très généralpermettant d'illustrer ce phénomène peut être pris dans la "schistification"d'un sédiment pélitique, qui est liée à l'acquisition d'unestructure planaire, la schistosité, correspondant au plan préférentield'orientation des plans basaux (001) des phyllosilicates.Suivant l'espèce minérale et le type de roche considérés, lesmécanismes conduisant au développement d'orientations préférentiellespeuvent être différents et variés, et sont encore relativement mal cernés,Il en est de même des relations qualitatives .et quantitatives entreles orientations préférentielles de certains minéraux et la déformationfinie. (l

Relations tectonique-minéralisation dans les lithosphères continentales chaudes, applications aux cratons précambriens

International audienceMany Archaean and Paleoproterozoic cratons show deformation patterns that differ from those observed in modern orogens. On the other hand, they constitute an important part of present-day emerged continents and contain a large part of continental mineral resources known to date. On the basis of a summary of structural data from some typical field examples and of results of analogue modelling, we emphasize that pop-down tectonics marked by vertical burial of supracrustals within an underlying hot and weak crust may be the most suitable model to account for deformation patterns of many ancient deformation zones. An overview of relationships between structural patterns and mineralisation in several ancient deformation zones further emphasizes that pop-down tectonics provides a very promising structural framework for mining exploration in Precambrian cratons.De nombreux cratons Archéens et Paléoprotérozoïques montrent des champs de déformations qui diffèrent de ceux typiques des zones orogéniques modernes. Parallèlement, ces cratons constituent une part importante des domaines continentaux actuels et contiennent une grande part des ressources minérales qui y sont connues à ce jour. Une synthèse des données structurales sur quelques exemples de terrain représentatifs et de résultats de modélisations analogiques montre qu’une tectonique verticale marquée par l’enfouissement de dépôts de croûte supérieure dans une croûte sous-jacente chaude et molle est le meilleur modèle qui rende compte des structures caractéristiques de beaucoup de zones de déformation précambriennes. Un aperçu des relations entre structures et minéralisationshowing main mineral deposits on contine dans plusieurs zones de déformation montre en outre que ce modèle fournit un cadre structural très prometteur pour l’exploration minière dans les cratons anciens

Déformation progressive d'un quartzite dans une zone plissée (segment hercynien de Bretagne centrale)

National audienc

Pegmatite ultramylonites : origin and significance. Rock Deformation from Field, Experiments and Theory

International audienc

Les Orthogneiss : Structures, mécanismes de déformation et analyse cinématique

Mémoires et Documents du Centre Armoricain d'Etude Structurale des Socles, n°28, 377 p. ISBN : 2-905532-27-0Ce mémoire comprend trois parties qui illustrent, à travers des exemples naturels, les principaux aspects mécaniques et cinématiques de la déformation des roches granitiques. Les deux premières parties traitent des mécanismes de déformation. L'une est consacrée aux granites syntectoniques, l'autre aux granites prétectoniques (socles anciens). Les principaux contrastes structuraux et microstructuraux existant entre ces deux types de contexte sont illustrés et interprétés en termes d'histoires thermiques différentes, rétrogrades ou progrades. Ceci conduit à préciser les relations entre la nature des mécanismes de déformation, le degré d'homogénéité du champ de déformation (échelle des instabilités mécaniques), et les conditions métamorphiques syntectoniques. La troisième partie est consacrée à l'analyse cinématique. Dans les roches granitiques, l'hétérogénéité de la déformation résulte de sa localisation dans des zones de glissement de toute échelle, de celle du grain (glissements intracristallins) à celle du massif (bandes et zones de cisaillement). On propose un modèle cinématique d'interprétation des champs de déformation hétérogène en termes de combinaisons de systèmes de glissement, en étendant cette notion à des structures variées (plans réticulaires, litages, failles, bandes et zones de cisaillement ductile). Selon ce modèle, la distribution des systèmes de glissement à une échelle donnée reflète la nature (aplatissement, déformation plane, constriction) et le degré de non coaxialité de la déformation globale à cette échelle. Il rend compte de l'essentiel des caractères des orientations préférentielles de réseau, telles que celles du quartz, èt des champs de failles ductiles tels que ceux affectant les roches granitiques. Appliqué à ces roches, il souligne leur intérêt en tant que marqueurs de la déformation crustale.No abstrac

Modélisation du cisaillement hercynien de Bretagne centrale (déformation crustale et implications lithosphériques)

RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF