Evolution structurale et métamorphique des nappes lyciennes et du massif du Menderes (Sud-Ouest de la Turquie) (implications géodynamiques et corrélations avec le domaine égéen)

Abstract

L'Anatolie occidentale, prolongement vers l'est du domaine égéen, est constituée de plusieurs unités tectono-métamorphiques au sein desquelles affleurent des roches de haute-pression/basse température (HP-BT). Si certaines d'entre elles sont des vestiges des orogenèses Pan-Africaine et Cimmérienne, d'autres témoignent de l'orogenèse Alpine. Au Sud-Ouest de la Turquie, le massif du Menderes forme un large domaine chevauché au Nord par les unités de la zone de suture d'Izmir-Ankara, à l'Est par la Zone d'Afyon, et au Sud par les nappes lyciennes. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l'existence de paragenèses à Fe-Mg-carpholite largement distribuées dans les sédiments des nappes lyciennes, ainsi que dans les séries de couverture de la partie la plus méridionale du massif du Menderes. Cette découverte révèle que ces deux complexes de nappes ont enregistré des conditions de HP-BT pendant l'orogenèse Alpine. Les conditions P-T du pic de métamorphisme sont de 10-12 kbar/400ʿC pour les nappes lyciennes, et de 12-14 kbar/470-500ʿC pour le massif du Menderes, ce qui correspond à un enfouissement d'au moins 30 km pendant le processus de subduction et d'empilement de nappes. L'analyse de la déformation ductile couplée à des calculs thermobarométriques basés sur la notion d'équilibres multiples indique que les métasédiments des nappes lyciennes ont enregistré des chemins d'exhumation distincts après le pic de métamorphisme. Les roches situées loin du contact entre les nappes lyciennes et le massif du Menderes, là où les paragenèses de HP sont préservées, ont enregistré des chemins froids (décompression en refroidissement) accompagnés de cisaillements vers le NNE liés à là zone de cisaillement d'Akçakaya. Cette zone de localisation de la déformation est un contact intra-nappe qui a fonctionné pendant les premiers stades d'exhumation des roches de HP, dans le champ de stabilité de la Fe-Mg-carpholite. En revanche, les roches situées au contact avec le massif du Menderes, là où les paragenèses de HP sont totalement rétromorphosées en chlorite et mica, ont enregistré des chemins d'exhumation plus chauds (décompression avec réchauffement) associés à un cisaillement intense vers l'est. Cette déformation s'est produite postérieurement à la mise en place des nappes lyciennes vers le sud, et est contemporaine de la réactivation du contact 'massif du Menderes/nappes lyciennes' en une zone de cisaillement majeure (la zone de cisaillement de Gerit) le long de laquelle se sont exhumées les paragenèses de HP sous des gradients plus chauds...Western Anatolia that represents the eastward lateral continuation of the Aegean domain is composed of several tectono-metamorphic units showing occurrences of high-pressure/low-temperature (HP-LT) rocks. While some of these metamorphic rocks are vestiges of the Pan-African or Cimmerian orogenies, others are the result of the more recent Alpine orogenesis. In southwest Turkey, the Menderes Massif occupies an extensive area tectonically overlain by nappe units of the Izmir-Ankara Suture Zone in the north, the Afyon Zone in the east, and the Lycian Nappes in the south. In the present study, investigations in the metasediments of the Lycian Nappes and underlying southern Menderes Massif revealed widespread occurrences of Fe-Mg-carpholite-bearing rocks. This discovery leads to the very first consideration that both nappe complexes recorded HP-LT metamorphic conditions during the Alpine orogenesis. P-T conditions for the HP metamorphic peak are about 10-12 kbar/400ʿC in the Lycian Nappes, and 12-14 kbar/470- 500ʿC in the southern Menderes Massif, documenting a burial of at least 30 km during subduction and nappe stacking. Ductile deformation analysis in concert with multi-equilibrium thermobarometric calculations reveals that metasediments from the Lycian Nappes recorded distinct exhumation patterns after a common HP metamorphic peak. The rocks located far from the contact separating the Lycian Nappes and the Menderes Massif, where HP parageneses are well preserved, retained a single HP cooling path associated with top-to-the-NNE shearing related to the Akçakaya shear zone. This zone of strain localization is an intra-nappe contact that was active in the early stages of exhumation of HP rocks, within the stability field of Fe-Mg-carpholite. The rocks located close to the contact with the Menderes Massif, where HP parageneses are completely retrogressed into chlorite and mica, recorded warmer exhumation paths associated with top-to-the-E intense shearing. This deformation occurred after the southward emplacement of Lycian Nappes, and is contemporaneous with the reactivation of the 'Lycian Nappes-Menderes Massif contact as a major shear zone (the Gerit shear zone) that allowed late exhumation of HP parageneses under warmer conditions...ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF