B. Unité orientale du domaine interne

Les échantillons 08PC07, 08PC11, 08PC24, 08PC30, 08PC31, 08PC49, 08PC64 et 09PC06 ont été prélevés dans l’unité orientale sur des affleurements où les paragenèses de moyenne pression sont relativement préservées de la déformation tardive de phase 2. Les résultats (tableaux V.4 à V.6) sont présentés d’Est en Ouest :

L’échantillon 08PC07 est un orthogneiss à biotite et amphibole qui porte une linéation N50 conforme à la direction de transport des nappes vers le NE. Biotite et amphibole ont fait l’objet d’une datation et les spectres d’âges sont présentés respectivement sur les figures V-29

A et B. La biotite a été dégazée en 18 paliers et donne un âge de plateau de 519 ± 7 Ma

calculé pour sept paliers représentant 65% de l’³⁹argon libéré. On note de part et d’autre de ce plateau des discordances d’âges significatives liées probablement à une chloritisation partielle de la biotite, un processus commun sous ces latitudes. L’âge total de 517 ± 5 Ma est concordant avec l’âge plateau.

L’amphibole a été dégazée en 16 paliers et fournit un âge plateau de 523 ± 6 Ma

calculé pour les huit derniers paliers correspondant à 94% de l’³⁹argon libéré. Pour ces

fractions le rapport Ca/K déduit du rapport ³⁷Ar/³⁹Ar est relativement constant, ce qui traduit une homogénéité chimique de l’amphibole analysée. Les premières fractions d’argon libéré correspondent au dégazage de la surface du minéral et à d’éventuelles inclusions micacées. L’âge total de cette amphibole est de 524 ± 5 Ma, en accord avec l’âge plateau.

Figure V.29 : Spectres d’âges obtenus pour l’échantillon 08PC07 : (A) sur la biotite et (B)

sur l’amphibole. Les âges plateau sont calculés à 1 .

L’échantillon 08PC11 est un granite non déformé à amphibole et biotite qui représente

un des protolithes des différents orthogneiss reconnus sur la coupe de l’unité orientale. La

biotite a été progressivement dégazée en 17 paliers (Figure V.30 A). Elle ne fournit pas d’âge plateau mais une série d’âges croissant régulièrement de 1600 à 1687 Ma qui témoignent soit d’une réouverture partielle du système isotopique d’une biotite paléoprotérozoïque pendant l’orogénèse panafricaine soit d’un refroidissement très lent du protolithe granitique après sa mise en place vers 2 Ga (cf géochronologie U-Pb). L’âge total de 1643 ± 11 Ma calculé pour l’ensemble des paliers est sans signification.

L’amphibole du même échantillon a été dégazée en 14 paliers et un âge plateau de

1926 ± 17 Ma est calculé pour 7 paliers qui correspondent à 57% de l’³⁹argon libéré et à des rapports Ca/K relativement constants. Sur le spectre (FigureV.30 B), on remarque des âges plus jeunes pour les premiers paliers corrélés à des rapports Ca/K plus faibles qui traduisent le dégazage d’inclusions micacées ou de produits d’altération. Ces premiers paliers sont suivis de paliers traduisant la présence d’argon en excès avec des valeurs atteignant 2044 Ma. La présence d’excès d’argon dans les amphiboles a été à maintes fois reportée par différents auteurs (par exemple Harrison et McDougall, 1980), en particulier lorsqu’on s’adresse à des contextes polyphasés qui conduisent à une remobilisation des isotopes de l’argon et en général des fluides. En raison de cet excès, l’âge total de 1947 ± 12 Ma est sans signification.

Figure V-30 : Spectres d’âges obtenus pour l’échantillon 08PC11 : (A) sur la biotite et (B)

sur l’amphibole. Les âges plateau sont calculés à 1 .

L’échantillon 09PC06 est un marbre d’un mètre de puissance intercalé dans des gneiss portant une belle linéation d’allongement et contenant de nombreux objets sigmoïdes attestant d’un cisaillement vers le NE. En lame mince, les micas blancs sont souvent de taille millimétrique et alignés selon la linéation. Un de ces grains a été prélevé manuellement. Son analyse a fourni un spectre d’âges perturbé, concave dans sa partie centrale, avec des valeurs comprises entre 466 et 501 Ma (Figure V.31). Aucun plateau ne peut être calculé et l’âge total de 488 ± 4 Ma ne peut être considéré que comme un âge minimum de fermeture isotopique de cette muscovite. La présence de chlorite interstratifiée avec la muscovite pourrait être à l’origine de cette hétérogénéité isotopique.

Figure V-31 : (A) Photographie de lame mince et (B) spectre d’âges obtenu pour

L’échantillon 08PC24 est un micaschiste à disthène-staurotide utilisé précédemment dans l’étude pétrologique. Le dégazage total de la biotite de cet échantillon a été effectué en 17 paliers. Le spectre d’âges est représenté sur figure V.32 B. Pour les douze derniers paliers

(90% de l’³⁹argon libéré), un âge plateau 519 ± 5 Ma a pu être défini. Les cinq premiers

paliers fournissent des âges apparents plus jeunes (349 à 512Ma). Ce rajeunissement partiel pourrait être la conséquence d’une réouverture du système lors d’un épisode thermique de faible intensité ou un effet lié à la présence des phases altérées dans le réseau de la biotite. L’âge total est de 517 ± 5 Ma.

Figure V.32: (A) Photographie de lame mince et (B) spectre d’âges obtenu pour l’échantillon

08PC24. Les âges plateau sont calculés à 1 .

L’échantillon 08PC30 est un quartzite à muscovite (± disthène) intercalé dans des micaschistes à disthène-staurotide dont le pendage de la foliation au NE est inversée par rapport aux échantillons précédents. Le dégazage du mica blanc a été effectué sur 17 paliers.

Un âge plateau du 485 ± 5 Ma est calculé pour onze paliers représentant 80% de l’³⁹Argon

libéré (Figure V.33 B). Les deux premiers paliers, représentant moins de 5% de l’³⁹Argon

total libéré, donnent des âges jeunes de 132.5 et 447.4Ma. Le dernier palier (3% de l’³⁹Argon total libéré) donne un âge plus jeune (471.4Ma) en comparaison avec l’âge plateau calculé. Ces variations sont attribuées au dégazage de la surface du minéral ou de micro-inclusions. L’âge total est de 483 ± 4 Ma, en accord avec l’âge plateau.

Figure V-33 : (A) Photographie de lame mince et (B) spectre d’âges obtenu pour

L’échantillon 08PC31 est un micaschiste à grenat-staurotide-disthène et 2 micas dont la pétrologie a été détaillée auparavant, et qui a été prélevé sous les quartzites précédents. Biotite et muscovite ont été séparées et analysées. La biotite a été dégazée en 15 paliers et ne fournit pas d’âge plateau mais une série de valeurs comprises entre 478 et 504 Ma (Figure V.

34 A). Le spectre d’âges dégage une tendance générale au vieillissement au cours du

dégazage progressif de cette biotite, comparable en toute proportion gardée au spectre d’âges de la biotite 08PC11. Les données obtenues traduisent probablement une remise à zéro incomplète du système isotopique de la biotite, son âge total de 494 ± 4 Ma représentant une valeur intermédiaire

Le dégazage de la muscovite a été effectué en 9 paliers qui fournissent des âges concordants pour l’ensemble du spectre avec un âge plateau de 493 ± 5 Ma (Figure V. 34 B). Dans cette même unité orientale, un échantillon de paragneiss à disthène a été prélevé à l’Est de la coupe Caxito-Muxiluanda (voir carte localisation), dans une position structurale équivalente à celle de l’échantillon 08PC31. Des biotites extraites de cet échantillon 08PC64 ont fourni un spectre d’âges pour lequel un âge plateau de 476 ± 5 Ma a été calculé pour 15

paliers représentant 87% de l’³⁹Argon libéré (Figure V.34 C). Les trois premiers paliers

donnent des âges plus jeunes (262 à 473 Ma) et n’ont pas été pris en compte dans le calcul du plateau. L’âge total est de 476 ± 4 Ma.

L’échantillon 08PC49 est une amphibolite à grenat appartenant à une série basique relativement épaisse et homogène, à la base des micaschistes à disthène-staurotide. Deux amphiboles ont été analysées et malgré toute l’attention portée à la procédure de dégazage, il s’est avéré que dans les deux cas l’amphibole libérait son argon radiogénique essentiellement en un seul palier, les autres paliers correspondant au dégazage des sites peu rétentifs de l’amphibole (surface, défauts cristallins….) ou d’inclusions. Pour la première, ce palier correspond à un âge apparent de 527 ± 5 Ma alors que pour la seconde on obtient une valeur de 511 ± 2 Ma. Les spectres d’âges sont reportés sur les figures V.34 D et E. Les âges totaux de ces deux grains sont discordants et respectivement de 531 ± 5 Ma et 513 ± 5 Ma.

Synthèse de résultats de l unité orientale

L’ensemble des résultats acquis dans cette unité est rassemblé dans la table ci-dessous (Table V.2) et dans les figures de spectres. Ces données permettent de souligner les faits principaux suivants :

a) La granodiorite non déformée 08PC11 préserve des âges Ar/Ar paléoprotérozoïques

(1643±11Ma pour la biotite et 1926±17Ma pour l’amphibole). L’âge plus ancien de l’amphibole est en conformité avec une meilleure rétentivité de l’argon dans ce minéral par rapport à la biotite qui a subi une perte partielle d’argon. L’âge de 1926 Ma de l’amphibole marque le refroidissement du pluton au-dessous de la température de 550°C (Dahl et al., 1996) après sa mise en place à 1990 Ma (âge U/Pb zircon). b) A l’exception de cette granodiorite, deux groupes d’âges peuvent être distingués

Figure V-34 : Spectres d’âges obtenus pour les échantillons 08P31 (A et B); 08PC64 (C);

08PC49 (D et E). Les âges plateau sont calculés à 1 .

- un premier groupe d’âges compris entre 527 et 511 Ma obtenus à l’Est de la zone orientale (échantillons 08PC07 et 08PC24) dans lequel s’insère l’âge de la muscovite 08PC13 du domaine externe, ainsi que celui des amphibolites 08PC49 de Pedra Boa. La similitude des âges sur biotite et amphibole dans l’orthogneiss 08PC07 suggère que le refroidissement des roches entre 550º C pour l’amphibole et 325º C pour la biotite a été rapide, préservant les paragénèses de haute-pression d’une rétromorphose importante. Il est probable que ce refroidissement rapide est la conséquence du charriage de ces unités de haut grade sur les métasédiments relativement froids du domaine externe.

- 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.