The role of extensional detachment systems in thinning the crust and exhuming granulites: analogies between the offshore Le Danois High and the onshore Labourd Massif in the Biscay/Pyrenean rifts
Résumé
Large uncertainties remain about the architecture, timing and role of the structures responsible for high degrees of crustal thinning and the exhumation of mid-crustal granulites in the Pyrenean and Biscay rift systems. Both, the Le Danois High in the North Iberian margin and the Labourd Massif in the Western Pyrenees preserve evidence of extensional detachment faults and include exhumed granulites, which are locally reworked in syn-rift sediments. In this study, we compare the crustal structure and its link to the overlying sediments at the two sites based on the interpretation of high quality 2D seismic reflection profiles offshore and field observations and published geological cross-sections onshore. New reported seismic and field observations support that extensional detachment systems delineate the top basement in the Le Danois High and the Labourd Massif, advocating for a similar tectonic evolution. We propose that the Le Danois and North Mauléon extensional detachment systems were responsible for high degrees of crustal thinning and the exhumation of the pre-rift brittle-ductile transition and associated mid-crustal granulites during Aptian to Cenomanian extension, leading to the formation of the Le Danois and Labourd crustal tapers. Subsequently tilted and uplifted during the Alpine convergence, the two taper blocks lay at present in the hanging-wall of major Alpine thrusts. Their position at overlapping, en-echelon hyperextended rift segments at the end of rifting, and the occurrence of shortcutting structures at depth linking neighbouring rift segments can explain the preservation of the rift-related detachment systems. This study proposes for the first time analogies between the offshore Le Danois High and the onshore Labourd Massif and demonstrates the importance of extensional detachment systems in thinning the crust and exhuming mid-crustal granulites at the seafloor in the Biscay and Pyrenean rift systems during Aptian to Cenomanian extension.
De nombreuses questions se posent concernant l’architecture, l’âge et le rôle des structures à l’origine de l’amincissement crustal extrême et de l’exhumation des roches de croûte intermédiaire dans les systèmes de rift des Pyrénées et du Golfe de Gascogne. Le Haut du Danois, sur la marge ibérique nord, et le massif du Labourd, dans l’ouest des Pyrénées, préservent tous les deux des évidences de failles de détachements ainsi que des granulites exhumées redéposées dans les sédiments syn-rifts. Dans cette étude, nous comparons la structure crustale et l’architecture des bassins des deux sites à partir de l’interprétation de profils sismiques de réflexion de haute qualité en mer (offshore), et des observations de terrain couplées à une coupe géologique publiée à terre (onshore). Les nouvelles observations sismiques et de terrain nous permettent de suggérer que les systèmes de détachements du Danois et du Nord Mauléon représentent des structures cassantes majeures et analogues dans le système de rift nord ibérique. Nous proposons que ces deux détachements sont responsables de l’amincissement crustal extrême lors de l’Aptien au Cénomanien ainsi que de l’exhumation et la mise à l’affleurement des roches de croûte moyenne sur le fond marin. Ainsi, la transition crustale cassant-ductile pré-rift est exposée à la surface dans ces deux zones. Les deux blocs crustaux du Danois et du Labourd représentent aujourd’hui des hauts structuraux, soulevés et inclinés, dans le toit de chevauchements alpins majeurs. Nous suggérons que leur position, à la terminaison de segments de rifts en échelons, a permis de préserver l’architecture de rift dans le mur de structures orogéniques dites de « shortcut ». En plus de discuter, pour la première fois, de l’analogie entre le Haut du Danois et le massif du Labourd, cette étude montre l’importance des failles de détachement pour l’amincissement crustal et l’exhumation des granulites de croûte moyenne pendant l’extension crétacée dans les systèmes de rifts Pyrénéen et du Golfe de Gascogne.
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Géophysique [physics.geo-ph]
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