C. Unité occidentale du domaine interne

- Un second groupe d’âges compris entre 493 et 476 Ma obtenus sur les échantillons en position plus interne et qui enregistrent un second événement thermique majeur à l’origine d’une remise à zéro plus ou moins complète du chronomètre Ar/Ar dans les micas.

Table V.2 : Synthèse des résultats de l’étude géochronologique Ar/Ar sur les roches

métamorphiques et mylonitiques de l’unité orientale. Les âges sont donnés en millions d’années (Ma). Les données complémentaires relatives à chaque analyse sont reportées en annexe.

V.4.C. Unité occidentale du domaine interne

Les échantillons 08PC33, 08PC34, 08PC52, 08PC54, 08PC55, 09PC22, 08PC38, 08PC40, 08PC45, 08PC46 et les échantillons d’Ucùa (UCU3A, UCU3B, UCU4A et UCU4C) ont été prélevés dans le secteur occidental, sur des affleurements où la phase 2 de déformation est prédominante et où les températures maximales atteintes sont supérieures à celles de l’unité orientale, la présence de migmatites en étant la principale expression. Les résultats des analyses sont présentés dans l’annexe V (tableaux V.7 etV.8).

L’échantillon 08PC33 est une métadiorite peu déformée prélevée dans une carrière et pour laquelle une biotite a été séparée et datée. Le spectre d’âges est présenté sur la figure V.35 A, avec un dégazage effectué en 19 paliers. Ce spectre est très discordant avec des évidences d’argon en excès libéré lors des premières fractions de dégazage suivi d’une croissance progressive des âges apparents depuis 639 Ma jusqu’à 702 Ma. Aucun âge plateau n’a pu pas être ainsi défini, et l’âge obtenu pour l’ensemble des paliers de 665 ± 6 Ma ne peut

Echantillon Minéral Age total Age plateau % 39Ar

08PC07

orthogneiss bt 517± 5 Ma 519 ± 7 Ma 65%

08PC07

orthogneiss amp 524 ± 5 Ma 523.1± 5.7Ma 94%

08PC11 granodiorite bt 1643± 1 Ma 08PC11 granodiorite amp 1947± 12 Ma 1926± 17 Ma 57% 08PC06 marbre ms 488 ± 4 Ma 08PC24 micaschiste ms 518 ± 5 Ma 519 ± 5 Ma 90% 08PC30 quartzite ms 483 ± 4 Ma 485 ± 5 Ma 80% 08PC31 gneiss bt 494 ± 4 Ma 08PC31 gneiss ms 494 ± 4 Ma 493 ± 5 Ma 100% 08PC49

amphibolite amp1 531 ± 5 Ma 527 ± 1Ma 92%

08PC49

amphibolite amp2 513 ± 5 Ma 511 ± 2 Ma 90%

être considéré comme significatif. On doit considérer ici que la biotite d’origine magmatique et d’âge paléoprotérozoïque (voir chapitre U-Pb) n’a pas subi de remise à zéro complète de son chronomètre pendant le métamorphisme panafricain principalement en raison de l’absence de déformation pénétrative associée.

L’échantillon 08PC34 est une métagranodiorite provenant d’une carrière voisine à celle de l’échantillon précédent et pour laquelle une biotite et une amphibole ont été datées. Les spectres d’âges sont présentés sur les figures V.35 B et C . La biotite a été dégazée en 16 paliers et fournit un spectre d’âges partiellement discordants qui varient entre 492 et 519 Ma. Un âge moyen de 506 ± 6 Ma a été calculé pour les huit derniers paliers représentant 67% de l’³⁹Argon libéré et l’âge total est de 510 ± 5 Ma. Les variations observées laissent à penser que la biotite reste contaminée par une faible fraction d’argon hérité et que l’âge obtenu ne constitue qu’une borne supérieure à l’âge vrai de fermeture isotopique du mica lorsque la roche passe sous le seuil des 325°C environ.

L’amphibole de cette même métagranodiorite a été analysée et a dégazé totalement en 5 paliers de chauffage qui correspondent à des âges relativement homogènes. Un âge plateau

de 471 ± 8 Ma est calculé sur les quatre premiers paliers représentant 94% de l’³⁹Argon

libéré. On note cependant des variations des rapports Ca/K en fin de dégazage qui témoignent d’une certaine hétérogénéité chimique de ces amphiboles. Notons également que l’âge obtenu est plus jeune que celui de la biotite coexistante ce qui accrédite l’hypothèse de la présence d’une composante d’argon hérité dans celle-ci.

L’échantillon UCU4A est une amphibolite à grenat intercalée dans les gneiss et migmatites et prélevée entre les deux carrières précédentes. L’amphibole analysée a dégazée

70% de l’³⁹Ar en un seul palier (Figure V.35 E) correspondant à un âge de 493 ± 2 Ma. A

l’exception des premières fractions d’argon porteuses d’argon en excès, les âges varient 481 et 516 Ma, cette dernière valeur étant corrélée à un rapport Ca/K très élevé, ce qui laisse envisager une contamination par de l’épidote en inclusion dans l’amphibole. L’âge total de 497±5 Ma reste proche de l’âge du palier principal à 493 Ma.

UCU4C est une autre amphibolite prélevée dans la même localité. Une amphibole a été dégazée en 10 paliers de température dont trois produisent un âge plateau 498.4 ± 4.7 Ma

calculé pour 80% de l’³⁹Argon libéré (Figure V.35 F). De l’excès d’argon est présent sur les

trois premiers paliers ainsi que sur le dernier qui possède également un Ca/K élevé attribuable à de l’épidote en inclusion. L’âge total de 518 ± 5 Ma témoigne de la présence de ces composantes d’argon en excès.

L’échantillon 08PC52 est une amphibolite à grenat intercalée dans la série des migmatites à grenat, à l’ouest des carrières précédentes. Le dégazage total de l’amphibole a été effectué sur cinq paliers, le spectre d’âges est représenté Figure V.35. Celui-ci présente un profil concave typique pour une amphibole contaminée par de l’argon en excès. Deux paliers

consécutifs représentant 64% de l’³⁹Argon libéré fournissent un âge de 504 ± 6 Ma. L’âge

total est de 538 ± 6 Ma. Ces deux âges ne constituent qu’une borne supérieure à l’âge vrai de fermeture isotopique de l’amphibole lorsque la roche est passée sous le seuil de 550°c environ.

Figure V.35 : Spectres d’âges obtenus pour les échantillons 08PC33 (A) ; 08PC34 (B et

.

Deux échantillons de migmatites ont été prélevés à proximité des amphibolites à grenat précédentes. Pour l’échantillon 08PC54, nos efforts se sont concentrés sur le leucosome en vue d’une éventuelle extraction de monazite pour l’étude U-Pb alors que pour l’échantillon 08PC55, seul le mélanosome a été étudié. La biotite extraite du leucosome (08PC54) a fourni un spectre d’âges discordants (Figure V.36 A) pour lequel un âge intégré de 487 ± 6 Ma a été calculé sur 8 paliers les plus concordants et représentant 71% l’³⁹Argon libéré. L’âge total est de 486 ± 4 Ma est équivalent à cet âge intégré. Ces âges ne sont qu’une estimation de l’âge maximum de fermeture isotopique de cette biotite dans la mesure où les variations observées peuvent être interprétées comme étant dues à une remise à zéro incomplète du chronomètre argon. La biotite de mélanosome 08PC55 a été dégazée en 16 paliers (Figure V.36 B) et fournit un spectre d’âges moins discordant que le précédent, avec

un âge plateau de 493 ± 6 Ma calculé sur 9 paliers représentant 74% de l’³⁹Argon libéré.

L’âge total est de 497 ± 5 Ma. Les premières fractions sont probablement contaminées par le

dégazage simultané de chlorite à l’origine d’un phénomène de recul de l’³⁹Ar pendant

l’irradiation et d’âges trop vieux (Turner et Cadogan, 1974 ; Ruffet et al., 1991 ; Harrison et McDougall, 1999).

L’échantillon UCU3B correspond à un puissant filon de pegmatite globalement orienté N-S mis en place au sein des migmatites à la fin des phénomènes de fusion partielle. Une biotite a été extraite et dégazée en 14 paliers (Figure V.35 C). Après une première série d’âges discordants traduisant des effets de recul de l’³⁹Ar, la suite du spectre permet de calculer pour 65% de l’³⁹Argon total libéré un âge plateau de 466 ± 4 Ma, équivalent à l’âge total du grain.

L’échantillon 09PC22 est un métagranite dont les caractéristiques structurales et microstructurales suggèrent qu’il pourrait s’agir d’un des rares granites syncinématiques mis en place pendant l’orogénèse panafricaine. Les résultats U-Pb sont en faveur de cette hypothèse (voir section Géochronologie U-Pb). Une biotite a été extraite de cet échantillon et analysé en 13 paliers de dégazage. Le spectre d’âges correspondant (Figure V.35 D) se caractérise par une croissance progressive des âges apparents depuis un minimum de 300 Ma vers des valeurs proches de 490 Ma avant de diminuer sur la fin du dégazage à 461 Ma. Un âge intégré de 487 ± 5 Ma est calculé pour 4 paliers correspondant au plat du spectre et

représentant 66% de l’³⁹Argon libéré. L’âge total de 477 ± 4 Ma et le profil du spectre

montrent que la biotite a perdu une partie de son argon radiogénique lors d’un événement récent et que les âges obtenus doivent être interprétés comme des âges minimum de fermeture isotopique à 325°C environ.

L’échantillon 08PC38 est un gneiss à sillimanite également utilisé pour la géochronologie U-Pb. Une biotite a été dégazée en 17 paliers et fournit un spectre relativement concordant pour l’ensemble du dégazage qui permet de calculer un âge plateau

de 480 ± 6 Ma pour 92% de l’³⁹Argon libéré (Figure.V.35 E). L’âge total est de 480 ± 4 Ma.

Dans le même secteur, des biotites d’un gneiss équivalent (éch 08PC40) ont également été séparées et analysées. Le dégazage total de biotite a été effectué sur 14 paliers assez réguliers et le spectre d’âge est représente sur la figure V.36 F. Après une première série de paliers donnant des âges discordants liés probablement à une chloritisation du mica et recul de

l’³⁹Ar pendant l’irradiation, un âge plateau de 487 ± 5 Ma a pu être défini sur onze paliers

Figure V.36 : Spectres d’âges obtenus pour les échantillons (A) 08PC54, (B) : 08PC55, (C):

L’échantillon UCU3A est un gneiss à biotite-grenat comparable à l’échantillon 08PC40. La biotite a été dégazée en 13 paliers et fournit un âge plateau de 479 ± 5 Ma calculé

pour 7 paliers dans la partie centrale du spectre et représentant 65% de l’³⁹Argon libéré

(Figure V.37 A). De part et d’autre de ce plateau, les âges apparents sont légèrement plus jeunes, traduisant soit des effets d’altération ou perte récentes d’argon soit l’existence d’inclusions. L’âge total de 478 ± 4 Ma montre toutefois que ces phénomènes restent de faible ampleur.

Les échantillons 08PC45 (leucosome) et 08PC46 (melanosome) ont été prélevés de même affleurement de migmatite. La biotite extraite de leucosome (08PC45) a fourni un spectre d’âge pour lequel un plateau d’âge de 493 ± 7 Ma a été calculé sur 13 paliers sur les

16 réalisés et représentant 89% l’³⁹Argon libéré (Figure V.37 B). Seules les trois premières

fractions témoignent d’une faible perte d’argon radiogénique. L’âge total est de 489 ± 5 Ma. La biotite du mélanosome (éch.08PC46) a été dégazée en 13 paliers et donne un âge plateau

de 488 ± 7 Ma calculé sur 6 paliers représentant 78% de l’³⁹Argon libéré (FigureV.37 C). Le

début et la fin du dégazage sont marqués par des hétérogénéités liées à des pertes d’argon et la présence éventuelles d’inclusions.

Figure V.37 : Spectres d’âges obtenus pour les échantillons UCU3A (A), 08PC45 (B) et

Synthèse des résultats de l unité occidentale

Comme pour l’unité orientale, les âges Ar/Ar les plus anciens sont enregistrés par l’échantillon de granite le moins déformé, la métadiorite 08PC33 pour laquelle la biotite fournit un âge total de 665 Ma qui résulte d’une remise à zéro partielle du chronomètre argon dans un protolithe mis en place à 2Ga. La présence d’une composante d’argon hérité est probablement en partie responsable de la variation des âges obtenus sur l’ensemble des biotites et compris entre 506 et 466 Ma. Cette variation peut être également due à une chloritisation partielle des micas, à des effets de composition chimique ou de taille des grains ou à un changement de la vitesse de refroidissement. On notera cependant que 8 de ces âges se situent dans la fourchette 480-490 Ma aux marges d’erreur analytique près. Pour les amphiboles, les quatre âges plateau obtenus se situent entre 471 et 504 Ma, 3 d’entre eux étant compris entre 493 et 504 Ma. Si on écarte l’âge le plus jeune de 471 Ma probablement dû au dégazage d’inclusions micacées, ces âges sur amphiboles apparaissent comme étant 10 à 20 Ma plus vieux que ceux des biotites. Compte tenu de la différence de température de fermeture isotopique des 2 minéraux (550 vs 325 °C respectivement, Dahl et al, 1996 ; Harrison et al, 1985), leur différence d’âge permet de calculer une vitesse de refroidissement de l’ordre de 10 à 20°C/Ma pour la période considérée, ce qui reste relativement élevée par comparaison aux orogènes plus anciens où ces vitesses sont de l’ordre du degré/Ma.

Par comparaison aux résultats obtenus dans l’unité orientale, ces résultats Ar/Ar de l’unité occidentale ne font pas ressortir l’épisode précoce à 510-530 Ma qui a été totalement oblitéré par la phase D2 de rééquilibration thermique. Toutefois, on doit noter que les âges des micas de l’unité occidentale et de la base ouest de l’unité occidentale sont similaires, ce qui indique une histoire de refroidissement commune postérieurement à la superposition des deux unités et à la migmatisation partielle de l’unité inférieure occidentale

Tableau V.3 : Synthèse des résultats de l’étude géochronologique Ar/Ar sur les roches

métamorphiques et magmatiques de l’unité occidentale. Les âges sont donnés en millions d’années (Ma). Les données complémentaires relatives à chaque analyse sont reportées en annexe.

Echantillon Minéral Age total Age plateau % 39Ar

08PC33 métadiorite bt 665± 6 Ma

08PC34 métagranodiorite bt 510 ± 5 Ma 506 ± 6Ma 67%

08PC34 métagranodiorite amp 469 ± 5 Ma 471 ± 8Ma 94%

UCU4A amphibolite amp 497 ± 5 Ma 493 ± 2 Ma 77%

UCU4C amphibolite amp 518 ± 5 Ma 498 ± 5 Ma 80%

08PC52 amphibolite amp 538 ± 6 Ma 504 ± 6 Ma 64% 08PC54 migmatite bt 486 ± 4 Ma 487 ± 6 Ma 71% 08PC55 migmatite bt 497 ± 5 Ma 493 ± 6 Ma 74% UCU3B pegmatite bt 466 ± 4 Ma 466 ± 4 Ma 65% 08PC22 metagranite bt 477 ± 4 Ma 487 ± 5Ma 66% 08PC38 gneiss bt 480 ± 4 Ma 480 ± 6 Ma 92% 08PC40 gneiss bt 485 ± 4 Ma 487 ± 5 Ma 64% UCU3A gneiss bt 477 ± 4 Ma 479 ± 5 Ma 65% 08PC45 migmatite bt 489 ± 5 Ma 493 ± 7 Ma 89% 08PC46 bt 487 ± 5 Ma 488 ± 7 Ma 70%