L’Arc des granulites de Laponie
II. 3 4 DISCUSSION – MODELE
II. 4. BILAN ET CONCLUSIONS DE L’ETUDE DE TERRAINS PALEOPROTEROZOIQUES EN FINLANDE
Les résultats des études sur deux domaines orogéniques d’âge paléoprotérozoïque en Finlande ont permis de mettre en évidence des similitudes ainsi que des différences concernant le mode d’épaississement ainsi que le mode d’exhumation de ces domaines.
Les résultats des analyses structurales ont montré de grandes différences dans le style des
structures développées. En effet, la ceinture de granulites de Laponie est caractérisée par le
développement de chevauchements majeurs ainsi que de zones de cisaillement extensives qui ont permis l’enfouissement ainsi qu’en partie l’exhumation de roches initialement en position supracrustale. Le développement de chevauchements syn-exhumation provoque le développement d’une zonation métamorphique inverse au sein de la ceinture de Tana sous jacente. Au contraire, dans le domaine Sud Svécofennien, les déformations sont beaucoup plus distribuées et caractérisées par des domaines à foliations précoces peu pentées et plissées montrant un étirement à fort angle de la direction de convergence reprises par des zones de cisaillement sub-verticales transpressives montrant un fort étirement sub-vertical.
Même si les deux domaines orogéniques présentent des similitudes en terme de conditions PT car ils correspondent tous les deux à des domaines de haut grade caractérisés par un métamorphisme de type HT-BP, les résultats des analyses pétrologiques ont montré des
différences en terme d’évolution métamorphique lors du trajet rétrograde des roches. La
LGB montre un début de trajet rétrograde en décompression plutôt isotherme auquel succède un trajet en décompression et refroidissement. Ce chemin rétrograde peut être interprété comme illustrant un mécanisme d’exhumation contrôlé d’abord par le fonctionnement de zones de cisaillement extensives puis relayé par l’érosion qui semble jouer un rôle majeur dans l’exhumation de la ceinture. Au contraire, le trajet rétrograde caractérisant le domaine Sud Svécofennien est totalement en décompression et refroidissement et suit de façon extrêmement régulière un géotherme anormalement chaud (45-50°/km). La morphologie de ce trajet ainsi que l’absence d’évidence de zones de cisaillement extensives semble indiquer que dans ce cas, l’érosion représente le seul moteur responsable de l’exhumation du domaine.
Sur la base des résultats structuraux et pétrologiques, il semble que la transition entre une tectonique « moderne » localisante et une tectonique « archaïque » distribuée reflète des différences de comportement rhéologique et mécanique des lithosphères
continentales soumises à une compression ; en fonction de leur état thermique. Ainsi, le
domaine Sud Svécofennien correspond à une orogène d’accrétion où la croissance crustale est un processus majeur pendant toute la durée de la structuration du domaine. Ce domaine est caractérisé par un géotherme anormalement élevé (≈ 45-50°/km) auquel s’associent une déformation et un épaississement distribués. L’exhumation des roches de haut-grade a du, de ce fait, être accommodée par une érosion distribuée. Au contraire, la ceinture de granulites de Laponie correspond à une orogène de collision où la composante de croissance crustale est beaucoup moins importante et les quelques évidences de magmatisme, synchrones de la déformation, ne représentent pas un volume important. Ce domaine est alors caractérisé par un géotherme très légèrement perturbé (≈ 30 à 35°/km) et présente des structures plus localisées de type chevauchements et zones de cisaillement normales. L’exhumation de ce domaine est alors accommodée en partie par le jeu de structures localisantes mais aussi par une érosion distribuée.
Au regard des résultats obtenus lors des études menées au sein de deux domaines de même âge paléoprotérozoïque en Finlande, il semblerait donc que le domaine Sud Svecofénnien (correspondant à une orogène d’accrétion) ait été gouverné par un géotherme anormalement chaud. Dans ce cas, la lithosphère continentale constituant ce domaine devait être peu résistante, et aurait ainsi pu permettre le développement de structures atypiques pervasives auxquelles sont associés d’importants mouvements verticaux de matériel. Parallèlement, la lithosphère continentale impliquée dans la collision au niveau de la ceinture de granulites de Laponie (correspondant à une orogène de collision) semble avoir été marquée par des géothermes plus froids, lui conférant un caractère plus résistant et permettant un mode de déformation localisé plus classique, de type chevauchements et zones de cisaillement normales.
Ainsi la transition entre une tectonique « archaïque » et une tectonique « moderne » semble directement liée aux processus de croissance crustale ainsi qu’au refroidissement progressif des lithosphères continentales et doit être lente et diachrone dans l’espace.
Résumé :
Les observations de terrain faites au sein de deux orogènes de même âge en Finlande montrent que celles-ci présentent des modes de déformation très différents. L’orogène de collision (Laponie) est caractérisée par des structures chevauchantes et extensives localisées tandis que l’orogène d’accrétion (Svécofennides) présente la coexistence de zones à foliations peu pentées et de structures transpressives. Finalement, ces deux domaines ne semblent pas être caractérisés par la même structure thermique (et donc rhéologique). L’apport magmatique important au sein du domaine Svécofennien permet un réchauffement ainsi qu’un amollissement général de la lithosphère continentale tandis que la ceinture de granulites de Laponie ne présente pas un géotherme anormal et est considérée comme plus résistante. Le mode de déformation des lithosphères continentales est directement contrôlé par leur géotherme et la transition vers une tectonique moderne a du être lente et diachrone.