Pétrogenèse des magmas andésitiques et ignimbritiques et leur signification dans l'évolution géodynamique cadomienne. Reconstitution des dynamismes éruptifs d'une province paléovolcanique : l'exemple du graben cambrien du Maine (Est du Massif Armoricain).
Résumé
Au Cambrien (Tommotien à cambro-trémadocien), l'extrémité orièntale du, Massif armoricain est le siège d'une intense activité volcanique localisée dans le graben du Maine, important fossé d'effondrement comblé de plus de 3 000 mètres de sédiments marins peu profonds. Les centres éruptifs se situent à l'intérieur de trois grandes calderas (calderas d'Ecouves, de Perseigne et d'Assé-Ie-Boisne - Pail), bordées d'un vaste domaine externe méridional où se placent les Coëvrons et la Charnie. L'activité volcanique s'exerce au cours de plusieurs cyc l~s (6 au total, dénommés Vo à VS, dont les éruptions, aériennes ou sous-aquatiques, se caractérisent surtout par leur très fort degré d'explosivité. Lors des crises paroxysmales correspondant au stade de formation des calderas, sont libérées de très volumineuses nappes ignimbritiques 'chaudes à texture soudée, empilées sur plusieurs centaines de mètres à l'intérieur de la structure. Dans la caldera d'Assé-Ie-Boisne - Pail, la plus engagée dans le domaine marin, de très violents phénomènes hydroclastiques se déclenchent, parmi lesquels des éruptions phréatopliniennes délivrant d'énormes quantités de cÊmdres humides à pisolithes volcaniques, accompagnées de l'émission de nappes ignimbritiques ponceuses qui se propagent dans le domaine externe jusqu'à plus de 30 km de leur source. Ces coulées pyroclastiques distales non soudées ("out-flow") sont piégées dans un réseau de chenaux fluvio-marins par où transitent des décharges bréchiques et conglomératiques, ainsi que d'épaisses coulées lahariques. L'accumulation de ces matériaux en domaine externe contribue à la création de puissants complexes volcano-sédimentaires reconnus dans les Coëvrons et la Charnie. Conformément au dynamisme des éruptions, les produits de l'activité volcanique sont su rtout représentés par des ignimbrites et des pyroclastites acides (>90 % du volume tota,1 des volcanites) ainsi que par quelques laves andésitiques, dacitiques et rhyolitiques. La totalité de ces volcanites a subi d'importanles transformations minéralogiques (paragenèses de basse température) apparues soit au cours de phénomènes hydrothermaux, soit lors d'un métamorphisme régional varisque de degré anchizonal (T =300 à 400°C; P<2 kb) . Les laves appartiennent à une suite de termes d'affinité calco-alcaline, dont les concentrations en éléments hygromagmaphiles, éléments réfractaires aux processus d'altération ~t de métamorphisme, possèdent des valeu rs de rapports comparables à celles des laves des domaines ' orogéniques actuels (LafTh=2 à 7; Thrra=8 à 10). L'évolution de cette lignée andésitique obéit à des mécanismes de cristallisation fractionnée impliquant tout d'abord l'assemblage plagioclase + pyroxène + oxydes ferro-titanés (andésite à dacite), puis plagioclase + FK + amphibole + minéraux accessoires (dacite à rhyolite). L'origine présumée des andésites basaltiques, termes les plus primitifs de cette lignée, est rechmchée dans la fusion partielle d'une souche mantellique dépourvue de grenat, fusion vraisemblablement déclenchée par un processus de décompression adiabatique lors de la distension cambrienne. Les ignimbrites dérivent de la fus ion crustale des séries volcano-sédi mentaires briovériennes, sous l'action probable de l'injection répétée des magmas andésitiques en base de croûte. Le cadre géodynamique dans lequel s'exerce l'activité volcanique cambrienne du Maine est celui d'un fossé d'effondrement soumis à une forte extension et qui jalonne une discontinuité crustale majeure, héritée de l'histoire cadomienne (limite entrE:) le bassin marginal mancellien et sa marge continentale méridionale). Cette activité marque la fin des manifestations magmatiques cadomiennes, caractérisées en domaine mancellien par d'intenses fusions crustales contribuant à la cratonisation : du dispositif d'arcs et de bassins de la chaîne fini-précambrienne.
No abstract