Les dômes métamorphiques extensifs

La formation de dômes métamorphiques extensifs, documentés depuis le milieu des années quatre-vingt-dix, accompagne l’ouverture des bassins précédemment décrits (Fig. 2.6). Avant ce travail, ces dômes métamorphiques ont été identifiés et étudiés au nord-est de la Chine, le long des ceintures de Yinshan et de Yanshan (Davis et al., 1996 ; 2002 ; Zhang et al., 2003 ; 2005 ; Darby 2004), dans la péninsule de Liaoning (Liu et al., 2005 ; Lin et al., 2007, 2008a), ainsi qu’à la frontière entre la Mongolie et la Chine (Zheng et al., 1996 ; Webb et al., 1999). Plus récemment, un dôme métamorphique extensif a été documenté dans la péninsule de Jiadong, au sud-est de la Mer Jaune (Charles et al., 2010). Cependant, ils ont été historiquement identifiés dans la région transbaïkale (Fig. 2.6). En effet, des chaînes de

discussion de Donskaya et al., 2008), ont été réinterprétées en termes de dômes métamorphiques extensifs (Sklyarov et al., 1994 ; 1997 ; Zorin, 1999 ; Mazukabzov et al., 2006 ; Donskaya et al., 2008). Il s’agit des dômes de Zagan et de Buteel-Burgutoy. Ce dernier est localisé à cheval entre le nord de la Mongolie et la Russie.

En carte, ces dômes métamorphiques se caractérisent par une forme plus ou moins oblongue dont le grand axe est orienté NE-SO (voir aussi les cartes de synthèse de Zorin, 1999 ; Darby et al., 2004 ; Donskaya et al., 2007 ; Lin et al. 2008a), parallèlement à l’allongement des bassins (Fig. 2.6). Ces dômes métamorphiques sont bordés par une ou plusieurs zones de cisaillement de faible pendage. Ces zones de forte déformation mettent en contact des roches sédimentaires et volcaniques non-métamorphiques des bassins sus-jacents (e.g. Davis et al., 2002 ; Ritts et al. 2010) ou du socle fragile non-métamorphique ou au métamorphisme ancien (e.g. Liu et al., 2005), avec des roches aux déformations ductiles et au métamorphisme de haute température localisées au cœur des dômes (Fig. 2.8) (e.g. Webb et al., 1999 ; Davis et al., 2002 ; Donskaya et al., 2008). Ces zones de cisaillement se caractérisent par la présence de fortes linéations minérales et d’étirement, orientées globalement NO-SE , et auxquelles sont associés des critères cinématiques indiquant des mouvements normaux (e.g. Liu et al., 2005 ; Donskaya et al., 2005 ; Charles et al., 2010).

Durant les dix dernières années, un nombre croissant d’études géochronologiques dédiées aux dômes métamorphiques extensifs du nord de la Chine a montré qu’ils ont été principalement exhumés au Crétacé inférieur. En effet, des analyses 40Ar/39Ar sur des biotites, qui ont cristallisé durant la formation du dôme Yagan-Onch Hayrhan, à la frontière entre la Mongolie et la Chine (Fig. 2.6), ont fourni des âges compris entre 129 et 126 Ma (Webb et al., 1999). Plus à l’Est, dans la région du Daqing Shan, une biotite et une hornblende prélevées dans un schiste localisé structuralement sous le détachement du dôme métamorphique de Hohhot, présentent des âges 40Ar/39Ar concordants, indiquant une exhumation rapide avant ca. 121 Ma (Davis et al., 2002). Dans la partie occidentale de la province de Liaoning, les âges

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Ar/39Ar obtenus à partir de biotites, qui ont cristallisé pendant le fonctionnement de la zone de cisaillement de Waziyu, se répartissent entre 130 et 116 Ma (Zhang et al., 2003 ; 2005). Ils suggèrent que la formation du dôme métamorphique extensif associé (appelé Yiwulüshan) puisse avoir eu lieu au Crétacé inférieur (Darby et al., 2004). Non loin de là, le dôme métamorphique de Kalaqin est bordé à l’Est par la zone de cisaillement normale de Louzidian (e.g. Han et al., 2006). Une biotite et un feldspath potassique issus de cette zone de cisaillement ont fourni des âges 40Ar/39Ar compris entre 133 et 126 Ma, impliquant une exhumation du dôme métamorphique au Crétacé inférieur (Zhang et al., 2003). Le long de la ceinture de Yinshan, l’âge du détachement de Shuiyu-Hefangkou qui borde le dôme métamorphique de Yunmengshan a été estimé entre 126 et 116 Ma à partir d’un âge de refroidissement 40Ar/39Ar d’un feldspath potassique (Davis et al., 1996). Le dôme métamorphique de la partie méridionale de la péninsule de Liaodong présente des mylonites, des orthogneiss, des gneiss migmatitiques, ainsi que des granitoïdes, dont les amphiboles, les biotites et les muscovites ont donné des âges 40Ar/39Ar plus dispersés entre 153 et 110 Ma (Yin et Nie, 1996 ; Yang et al., 2007 ; Lin et al., 2007 ; 2008a). Toutefois, Lin et al. (2007) ont proposé que le refroidissement et l’exhumation de ce dôme métamorphique puisse avoir eu lieu entre 130 et 122 Ma. Ceci apparaît cohérent avec la mise en place d’un certain nombre d’intrusions décrites comme syn-cinematiques entre 130 et 120 Ma (Liu et al., 2005). Enfin, le dôme métamorphique de Linglong localisé dans la péninsule de Jiaodong aurait été exhumé du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur (Charles et al., 2010). Cette large gamme de temps repose sur des âges U-Pb vers 160-150 Ma obtenus à partir de zircons issus de roches au métamorphisme de haute température, prélevées dans le dôme (Miao et al., 1998 ; Wang et al., 1998 ; Luo et al., 1999) et par la mise en place vers 130-126 Ma d’une intrusion syn-

Bien que dans la région transbaïkale et au nord de la Mongolie les âges de formation des dômes métamorphiques extensifs restent encore peu documentés, quelques études suggèrent des exhumations contemporaines de celle des dômes métamorphiques du nord de la Chine de l’Est. Les âges 40Ar/39Ar obtenus à partir d’une hornblende et d’une biotite, provenant du dôme métamorphique de Buteel, indiquent une exhumation entre 134 et 121 Ma (Mazukabzov et al., 2006 ; Donskaya et al., 2008). Sur la base d’un âge 40Ar/39Ar obtenu sur une amphibole, le dôme métamorphique voisin de Zagan aurait été exhumé vers 127 Ma (Sklyarov et al., 1997).

Avant ce travail, il n’existait à notre connaissance aucune étude qui ait identifié des dômes métamorphiques extensifs en Mongolie orientale (à l’exception de ceux de Buteel- Burgutoy et de Yagan-Onch Hayrhan, respectivement localisés aux frontières Russo-mongole et Mongolie-Chine). Il existait donc un écart conséquent en termes de distance (environ 900 km en nord-sud) entre les dômes documentés dans la région transbaïkale et ceux qui sont répertoriés au nord-est de la Chine. Il convient tout de même de signaler que Cunningham et al. (2009) ont récemment proposé la présence d’une zone de cisaillement normal de faible pendage à la bordure nord-ouest du massif d’Altan Uul, localisé dans la région du Gobi Altaï. Sur la base du registre palynologique des sédiments reposant en discordance sur cette zone de cisaillement, ils ont daté sa formation à l’Aptien (ca. 120-112 Ma). Toutefois, il n’existe aucun argument métamorphique permettant de considérer cette partie du massif d’Altan Uul comme un dôme métamorphique extensif.