Deciphering protoliths nature, protoliths age and peak P-T conditions in retrogressed mafic eclogites: An attempt in the metabasites from Maures-Tannneron Massif (SE France) and consequences for the southern European Variscides

International audienceWe present new constraints on age, nature and tectonic setting of mafic eclogites protoliths from the Maures-Tanneron Massif, southern Variscan belt. Whole-rock major and trace elements geochemistry was combined with 206Pb/238U zircon dating to improve the understanding of this key-target of the European Southern Variscides. Geochemical data show that protoliths of the mafic eclogites are typical MORBs, while REE and HFSE patterns suggest an E-MORB affinity. However, the geochemical study shows several signs of crustal contamination, increasing with degree of retrogression. A comparison with Sardinian eclogites, which belong to the same Variscan micro-plate “MECS” (Maures-Estérel-Corsica-Sardinia), demonstrate that the eclogites included in migmatites, which is the case of the studied samples, are the most contaminated. Anyway, the Maures-Tanneron mafic eclogites represent the witness of oceanic basaltic crust. Zircon cores display homogeneous Th/U ratios (0.3-0.4), consistent with a magmatic origin, and define an age peak at ca. 500 Ma interpreted as the most plausible emplacement age of the basaltic protolith. This age suggests that this protolith was part of an oceanic floor older than the Rheic Ocean and located north of the Gondwana active continental margin as predicted by recent unified full plates reconstruction models. Although the eclogites studied are retrogressed the study of frozen mineral inclusions trapped in garnets combined with thermodynamic modelling yields a P-T range of 16.8-18.5 kbar for 630-660°C, coherent with standard subduction paleo-geotherm. These new data suggest that mafic eclogites recognized in the “MECS” Variscan micro-plate represent the closure of oceanic domains of different ages.Nous présentons de nouvelles données sur les éclogites mafiques rétromorphosées du massif des Maures-Tanneron (MTM), appartenant à la chaîne varisque méridionale d’Europe. La caractérisation géochimique en éléments majeurs et traces de ces roches a été associée à la datation dans les zircons par la méthode LA-ICP-MS sur U−Pb, afin d’améliorer la compréhension de cette zone-clé de la chaîne varisque. L’analyse géochimique indique que les protolithes correspondent sans équivoque à des MORBs, les profils en terres rares et HFSE montrant une affinité apparente proche du pôle E-MORB. Il faut cependant envisager les effets d’une contamination crustale, dont l’intensité augmente avec le degré de rétromorphose. La comparaison de nos résultats avec les données obtenues sur les éclogites de Sardaigne, appartenant à la même microplaque varisque Maures-Estérel-Corsica-Sardinia (MECS), indique que les éclogites les plus contaminées, parmi lesquelles les nôtres, se situent toujours dans un encaissant migmatitique. Néanmoins, les éclogites les mieux préservées du MTM proviennent toutes d’un ancien plancher océanique de nature basaltique. La méthode U−Pb par LA−ICP−MS appliquée aux cœurs homogènes des zircons, et dont le ratio Th/U ∼0.3–0.4 est compatible avec une origine magmatique, conduit à un âge de 499.5 ± 2.9 Ma pour les protolithes des éclogites. Cet âge est donc interprété comme l’âge le plus probable du basalte originel. Il témoigne de l’existence d’un espace océanique, qui précède l’ouverture de l’océan Rhéique et se localise à proximité d’une marge active dans le Nord du supercontinent Gondwana. Ce résultat est en accord avec les derniers modèles paléomagnétiques globaux de paléo-cinématique des plaques. Bien que ces éclogites aient subi des modifications importantes au cours de leur rétromorphose, l’étude de la chimie des inclusions minéralogiques « blindées » au sein des cœurs de grenats, combinée à la modélisation thermodynamique sur roche totale, permet de proposer un domaine de conditions P−T maximales de l’ordre de 17,2–18,5kbar pour 640–660°C. Ces conditions sont compatibles avec les conditions standard d’un géotherme de subduction océanique. Ces nouvelles données, combinées à celles obtenues en Sardaigne et en Corse, indiquent que les éclogites recensées dans les vestiges de la microplaque MECS témoignent de la fermeture de domaines océaniques d’âges différents (Cambrien ou Ordovicien)

Evolution of a Cambro-Ordovician active margin in northern Gondwana: Geochemical and zircon geochronological evidence from the Góry Sowie metasedimentary rocks, Poland

International audienc