Résumé
Dans l’est du Massif central, le dôme granito-gneissique du Velay, formé vers 300 Ma, contient de nombreux septas de paragneiss et d’orthogneiss dont l’âge est dans l’ensemble mal contraint. Parmi ceux-ci, l’orthogneiss de Chalencon, au sud de Lamastre, pourrait être attribué à l’Unité Inférieure des Gneiss. Il a connu une déformation blastomylonitique, d’âge indéterminé, antérieure à la migmatisation vellave. Une étude géochronologique par la méthode U/Pb en ablation laser ICP-MS sur zircon, monazite et xénotime a été entreprise dans les buts de contraindre : i) l’âge du protolithe granitique et ii) celui de la déformation synmétamorphe. Les analyses isotopiques des zircons (30 grains concordants) donnent un âge à 548±3 Ma. Les 27 ablations laser de monazite et 15 de xénotime définissent deux groupes d’âges. Le premier, compris entre 310 et 290 Ma permet de définir un âge concordant à 301±3 Ma et le second, défini par 25 analyses, donne un âge concordant à 260±2 Ma. L’âge zircon à 548 Ma est similaire à ceux obtenus dans d’autres régions du Massif central. Une analyse géochimique (majeurs et traces) réalisée sur l’échantillon daté met en évidence une composition très acide (SiO2 ~ 76,5 %) et une nature peralumineuse (A/CNK = 1,24), suggérant une origine crustale du magma que confirment les signatures en éléments traces. Ces caractères, déjà notés dans les orthogneiss vellaves, s’accompagnent d’un fractionnement négligeable entre terres rares lourdes impliquant que la fusion crustale a opéré à pression plutôt basse. Ceci exclut un environnement de type collisionnel, associé à un épaississement crustal. Les orthogneiss d’âge édiacarien à cambrien inférieur de la chaîne varisque occidentale, de nature fréquemment alcaline, sont généralement interprétés comme d’anciens granitoïdes mis en place lors d’un rifting avorté ayant affecté la Pannotia. Pour différents auteurs, ces orthogneiss, résulteraient d’un épisode de fusion crustale généralisé induit par un rifting. Dans le cas de l’orthogneiss de Chalencon, les signatures géochimiques montrent que la source serait de type méta[1]sédimentaire, impliquant une forte remontée de chaleur vers les parties hautes de la croûte. L’âge Carbonifère supérieur (Gzhélien), à 301±3 Ma, obtenu sur monazite et xénotime, est en bon accord avec l’âge de l’anatexie vellave, mais aucune trace de magmatisme post-folial ne peut être reconnu sur l’affleurement. Enfin, l’âge monazite et xénotime du Permien moyen-supérieur à 260±2 Ma est comparable aux âges chimiques U-Th-Pb reconnus sur les monazites de filons de microgranites tardi-migmatitiques du sud et du centre du dôme du Velay. Cet âge témoignerait d’un épisode hydrothermal au Permien supérieur. Il est sans relation avec l’orogenèse varisque, mais pourrait être associé à la fermeture de la Paléo-Téthys bien que située plusieurs centaines de km à l’est du Massif central.
Mots-clés : Chaîne varisque, Massif du Velay, orthogneiss, géochronologie U/Pb, zircon, monazite, xénotime.
Abstract
In the eastern part of the Massif Central, the granito-gneissic Velay dome, formed at ca 300 Ma, contains numerous septa of paragneiss and orthogneiss whose age is poorly constrained. Among these, the Chalencon orthogneiss, south of Lamastre, could be ascribed to the Lower Gneiss Unit. This massif experienced a blastomylonitic deformation, the age of which is undetermined, prior to the Velay migmatization. A LA-ICP-MS geochronological study on zircon, monazite and xenotime was carried out with the aims of i) constraining the age of the granite protolith and ii) that of the synmetamorphic deformation. Isotopic analyzes of zircons (30 concordant grains) give an age of 548±3 Ma. Twenty-seven (27) laser ablations of monazite and 15 of xenotime define two age groups. The first one, between 310 and 290 Ma, allows us to define a concordant age at 301±3 Ma and the second group, defined by 25 analyses, gives a concordant age at 260±2 Ma. The ca 548 Ma zircon age is similar to those obtained in other regions of the Massif central. A major and trace element geochemical analysis performed on the dated sample attests from is highly felsic (i.e. SiO2 ~ 76.5%) and peraluminous (A/CNK = 1.24) composition, consistent with a crustal origin of the magma (i.e. S-type granite). Trace element signatures agree with this conclusion. Contents of incompatible elements such as Th, Zr or Light REE are low, suggesting low magmatic temperature and high water content. These characteristics are common to Velay orthogneiss, which also display slightly to unfractionated Heavy REE patterns, indicating that crustal melting occurred at relatively low pressure. This precludes a genesis of the Velay orthogneiss in an overthickened continental crust. Due to their frequent alkaline signature, the Ediacarian to Cambrian orthogneiss of the Variscan belt of western Europe have been interpreted as former plutonic massifs emplaced in relation with an aborted Ediacaran-Lower Cambrian rifting of Pannotia. The original magmas could have result from a generalized event of crustal melting induced by rifting. In the case of the Chalencon orthogneiss, the geochemical signa[1]tures indeed attest for a supracrustal source, implying a strong temperature rise in the upper continental crust. The Upper Carboniferous (Gzhelian) age, at 301±3 Ma, yielded by monazite and xenotime, is in good agreement with the age of the Velay anatexis, even if no trace of post-folial magmatism can be recognized at the outcrop scale. Lastly, the monazite-xenotime Middle-Upper Permian age at 260±2 Ma is comparable to the U-Th-Pb chemical ages recognized on monazites from tardi-migmatitic microgranite veins in the south and center of the Velay dome. This age argues for an hydrothermal episode in the Upper Permian. It is unrelated to the Variscan orogeny, but might be related to the closure of the Paleo-Tethys, though located several hundred of km east of the Massif Central.
Keywords: Variscan Belt, Velay Massif, orthogneiss, U/Pb geochronology, zircon, monazite, xenotime.
Dernière mise à jour le 18.07.2024