A la recherche du MCT3

Laboratoire de rattachement : ISTerre

Encadrant : Emilie Janote et Stephane Guillot [emilie.janots obs.ujf-grenoble.fr]

Téléphone : 04.76.51.40.76

Mots clés : Himalaya, Métamorphisme, Géochronologie, MCT

Contexte et objectifs de la mission de stage :
Une des particularités de la chaîne Himalayenne est la présence en surface d’une unité métamorphique d’une dizaine de kilomètres d’épaisseur, appelé le Cristallin du Haut-Himalaya (HHC) que l’on peut suivre sur près de 2000 km de long. Cette unité est encadrée par deux structures majeures, la zone du MCT (Main Central Thrust) à la base, un chevauchement crustal à vergence Sud et à son sommet, la Faille Normale Nord Himalayenne (FNNH) à vergence Nord.

Des études récentes suggèrent la présence de chevauchements majeurs encore ignorés au sein du HHC (Corrie and Kohn, 2011). Leur identification est cruciale car ces chevauchements apporteront de nouvelles contraintes décisives pour les modèles d’enfouissement et d’exhumation du HHC. Les processus mis en jeux pour expliquer l’exhumation de cette unité au sein de la chaîne Himalayenne font en effet encore l’objet d’un débat très vif. Pour certains auteurs, l’exhumation de cette unité est essentiellement contrôlée par une extrusion rigide entre les deux failles associé à de l’érosion au front de la chaîne (Burg et al., 1984 ; Pêcher, 1989 ; Burchfield et al., 1992 ; Guillot, 1999). Pour d’autres auteurs, le moteur de l’exhumation est l’amolissement thermique du HHC par fusion partielle et l’expulsion vers le sud du fluide visqueux sous l’effet de la gravité, le fameux modèle du « Channel Flow » (Grujic et al., 1996 ; Beaumont et al., 2004).
Des travaux préliminaires sur le terrain et dans des échantillons prélevés dans la région du Manaslu ont montré des indices de la présence d’un chevauchement majeur (MCT3).

Ce stage de M2 vise à confirmer son existence. Pour cela, nous proposons de déterminer les conditions pression et température et âges du métamorphisme dans une série d’échantillons collectés de part et d’autres du chevauchement suspecté. La reconstruction des conditions métamorphiques sera obtenue en combinant les observations pétrologiques (microscopies optique et électronique), avec des calculs thermobarométriques basés sur les compositions minéralogiques (microsonde électronique) et des calculs de pseudosections (logiciel Perplex, Connoly and Petrini, 2002). L’âge du métamorphisme sera obtenu par datation U-Th-Pb in-situ sur des minéraux accessoires, tels que les zircons, monazites, xénotimes et allanite. Une mission de terrain (région du Manaslu) est envisagée en automne.

Bibliographie

Beaumont, C., Jamieson, R. A., Medvedev, S. & Nguyen, M. H., 2004. Crustal channel flows : numerical models with applications to the tectonics of the Himalayan-Tibetan orogen. Journal of Geophysical Research, 109.

Burchfield, B. C., Chen, Z.-L., Hodges, K. V., Liu, Y.-P., Royden, L. H., Deng, C.-R. & Xu, J.-N., 1992. The South Tibetan Detachment System, Himalayan Orogen. Geological Society of America Special Paper, 269, 1-41.

Burg, J. P., Guiraud, M., Chen, G. M. & Li, G. C., 1984. Himalaya metamorphism and deformation in the north Himalayan belt (Southern Tibet, China). Earth and Planetary Science Letters, 69, 391-400.

Connoly and Petrini, 2002.An automated strategy for calculation of phase diagram sections and retrieval of rock properties as a function of physical conditions. J. metamorphic Geol., 2002, 20, 697–708

Corrie and Kohn, 2011.Metamorphic history of the central Himalaya, Annapurna region, Nepal, and implications for tectonic models. Geological Society of America Bulletin 2011 ;123, no. 9-10 ;1863-1879.

Grujic, D., Casey, M., Davidson, M., Hollister, L. S., Kündig, R., Pavlis, T. & Schmid, S., 1996. Ductile extrusion of the Higher Himalayan Crystalline in Bhutan. Tectonophysics, 260, 21-43.Guide Népal 2011, géologie autour du Manaslu, Pêcher A. et Guillot S.

Guillot, S., 1999. An overview of the metamorphic evolution of central Nepal. In : "Geology of Nepal", eds Upreti B.N. and Le Fort P, Journal of Asian Earth Sciences, 17, 713-725.

Pêcher, A., 1989. The metamorphism in Central Himalaya. Journal of Metamorphic Geology, 7, 31-41