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Dômes métamorphiques et dômes migmatitiques :

Cette page a été écrite dans le cadre d’un travail concernant les migmatites et l’anatexie.

Les dômes métamorphiques et migmatiques jouent un rôle important dans les phénomènes de migmatisation et de fusion anatectiques.
En effet c’est à l’intérieur de ces complexes géologiques que les roches sont exposées aux conditions de Températures et de Pression les plus favorables à un métamorphisme de haut degré pouvant évoluer vers la fusion ou anatexie des roches de la croûtes continentales.

▤ – 1 – Migmatites et anatexie – Introduction
Cette page est un élément de la présentation générale concernant les migmatites et l’anatexie.

◍ – Dôme métamorphique et dôme migmatitique :

Les dômes métamorphiques se forment après l’effondrement d’une ancienne chaîne de montagnes, suivi d’un étirement et d’un amincissement important de la croûte continentale.

Le dôme migmatitique est un dôme métamorphique évolué, dans lequel la température et la pression atteignent des valeurs susceptibles de provoquer la fusion des roches.

Les dômes sont caractérisés par une remontée du manteau asthénosphérique, propice à un métamorphisme BP/HT, Basse Pression – Haute Température, de très fort degré.

◾ – Une définition donnée par Futura-Sciences :

Morgane Gillard a repris une étude réalisée par des géologues américains dans la province géologique connue sous le nom de Basin and Range, le phénomène de » metamamorphic core complex (MCC) » ou « dôme métamorphique« .

Dômes métamorphiques : résultat de l’effondrement d’une ancienne chaîne de montagnes :
Les résultats de leur étude, publiés dans la revue Nature Communications, suggèrent que le poids de la chaîne de montagnes et la présence d’une racine crustale (un peu à l’image de la partie immergée d’un iceberg) engendrent un fluage de matériel au sein de la croûte moyenne et inférieure, soit à plus de 20 kilomètres de profondeur. Sous l’effet des forces gravitationnelles et de la dynamique extensive, les roches formant la racine crustale profonde vont ainsi se déplacer, entraînant un effet de « rebond » crustal et un effondrement de la topographie en surface. Cet effondrement de la chaîne de montagnes va s’accompagner par le développement de failles normales classiques, qui vont commencer à amincir la croûte. Le rebond de la racine crustale va cependant générer un nouveau flux de matériel chaud et profond vers la surface, sous la forme d’un dôme. Cette remontée va être accommodée par la formation d’une faille de détachement, qui va progressivement s’aplanir pour venir exhumer le matériel profond et former un dôme métamorphique en surface

▻ – Quand l’effondrement d’une montagne fait remonter des roches des profondeurs de la croûte terrestre – Morgane Gillard le 14 novembre 2022 :- Futura-Sciences _–===> –(⚑)–

◾ – Le principe général – Futura-Sciences – –📸– :

◾ – Un modèle de développement d’un dôme métamorphique – Futura-Sciences – –📸– :

◾ – Plusieurs modèles de développement d’un dôme métamorphique – Planet-Terre – –📸– :

▻ – » Les mécanismes du doming » dans le document « La géologie anté-permienne de la Montagne Noire (Sud du Massif Central) » – Planet-Terre – Eduscol – ===> –(⚑)–

Figure 24. Les mécanismes du doming présenté par Michel Faure :

La description des modèles par Michel Faure :

A : modèle diapirique (Faure et Cotterau, 1988) ; B : modèle extensif (Brun et Van den Driessche, 1994) ; C : modèle compressif (Mattauer et al, 1996 ; Matte et al., 1998) ; D : modèle transpressif (Echtler et Malavieille, 1990 ; Franke et al., 2011).

– Modèle diapirique (Fig. 24A). Ce premier modèle initialement proposé par Schuilling (1962) et repris ensuite (Faure et Cotterau, 1988 ; Soula et al., 2001 ; Charles et al., 2009), propose que la mise en place des migmatites serait contrôlée par leur faible densité et le contraste de viscosité avec l’encaissant métamorphique. L’ascension des roches fondues est donc favorisée par leurs propriétés rhéologiques. Les structures résultant de la déformation D₂ seraient pro parte dues à la pression horizontale crée par la cristallisation des roches fondues.

– Modèle extensif (Fig. 24B). Dans les années 1990, la tectonique extensive dans les orogènes était très populaire. À l’instar des basins and ranges des USA, la zone axiale a été interprétée comme un “metamorphic core complex” ou “dôme extensif”. La faille de Graissessac serait une faille normale ductile à faible pendage, ou faille de détachement, qui permettrait l’exhumation des zones profondes (Van Den Driessche et Brun, 1992 ; Brun et Van Den Driessche, 1994).

– Modèle compressif (Fig. 24C, D). Une autre hypothèse considère que les foliations à fort pendage des roches métamorphiques de la zone axiale résulteraient d’un raccourcissement NO-SE et d’un étirement NE-SO simultané. La zone axiale serait donc un anticlinal de foliation (Mattauer et al., 1996).

– Modèle transcurrent (Fig. 24E, F). D’autres auteurs, privilégiant les linéations NO-SE du dôme, proposent que les migmatites de la zone axiale se mettraient en place dans un pull-apart dextre orienté NE-SO, associé à un raccourcissement NO-SE, serait responsable de la structure en dôme (Echtler et Malavieille, 1990 ; Franke et al., 2011).

Dans l’état actuel des connaissances, les seules preuves d’extension concernent la faille de Graissessac qui est clairement une structure postérieure au dôme de la zone axiale. Ainsi l’hypothèse extensive pour la mise en place de ce dôme semble la moins convaincante. Tous les auteurs s’accordent sur l’existence simultanée d’un raccourcissement NO-SE et d’un étirement NE-SO pendant la formation du dôme. Par ailleurs, il est évident que la rhéologie et la température élevée des migmatites et des magmas granitiques facilitent une ascension de ces roches fondues au sein d’un encaissant métamorphique solide. Un mécanisme combinant raccourcissement NO-SE, coulissage dextre et diapirisme serait sans doute le plus acceptable mais les proportions relatives de chacun de ces processus restent encore à établir.

◍ – Fusion par décompression adiabatique de la racine crustale en contexte de désépaississement post-collision :

L’étalement de la croûte, provoque une remontée vers la surface des roches les plus profondes, cela s’accompagne de la diminution de la pression lithostatique exercée sur celles-ci.

Pendant la remontée « rapide » des roches vers la surface, celles-ci n’ont pas le temps de se refroidir (les roches sont des isolants avec un très faible coefficient de transmission thermique) et peuvent ainsi croiser la courbe de fusion de la biotite et déclencher la fusion partielle, voir la remarque ci-dessous.

▻ – La formation des granitoïdes en contexte de distension post-collision (extension post-orogénique) – Diapositive 137 – AVG85 – : ===> –(⚑)–

Le schéma –– –📸– :

◍ – Le Dôme du Velay – le plus grand site anatectique de France :

Le dôme est la structure typique des zones où se se réalisent le métamorphisme et l’anatexie de grande ampleur, comme celui du dôme du Velay, le plus important en France.

Le Dôme du Velay, outre ses grandes dimensions, présente deux sites distincts, où l’anatexie a été observée. La fusion s’est réalisées, en deux endroits différents, et en deux temps, séparés d’une dizaines de millions d’années, vers -300 millions d’années, en fin de l’orogenèse hercynienne ou varisque :
… Le premier site avec un taux de fusion de faible amplitude, à température plus basse, mais avec un rendement plus faible. Il s’est développé à la périphérie du dôme.
… Un deuxième site avec un taux de fusion de beaucoup plus forte amplitude, à plus haute température et une quantité de magma obtenu très importante. Il s’est développé au centre du dôme.

Une page a été développée pour présenter le Dôme du Velay, pour la consulter :
……. ▤ – 4.2 – Dôme migmatitique du Velay :

◍ – Bibliographie :

▻ La fusion crustale – un exemple Ardèchois – Jean Macaudière Professeur à l’ENSG et Pierre Barbey Professeur à L’Université de Lorraine – ===> –(⚑)– – belle présentation du dôme du Velay anatectique.
▻ – JÉtude pétrographique et structurale des migmatites de la bordure sud-est du dôme anatectique du Velay (Ardèche, Massif Central Français) – – Auteurs:Jamila Jabbori – Direction : Jean Macaudière, Pierre Barbey – Année 1995 – Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL – ===> –(⚑)–
Le document de base de la présentation « Fusion crustale – un exemple ardéchois » de Jean Macaudière – Malheureusement ce document n’est pas accessible !
▻ Le Domaine varisque Sud-Armoricain au niveau du dôme migmatitique de Saint-Nazaire : Avg85 – ===> –(⚑)– – Sortie géologique entre Saint-Nazaire et Piriac-sur-Mer – Dimanche 3 avril 2022 -Guides : Jean Chauvet, Dominique Loizeau et Hendrik Vreken
▻ – Géologie de la chaîne hercynienne dans l’Est du Massif Central Français — J.‐F. Moyen A. Villaros — Université Jean‐Monnet, Saint‐Etienne — Avril 2011– ===> –(⚑)–
▻ – La passerelle de Baysan (Pont-de-Labeaume, Ardèche) : un musée d’objets tectono-métamorpho-migmatito-magmatiques– Pierre Thomas — Planet-Terre — ENS Lyon — ===> –(⚑)–
▻ – La géologie anté-permienne de la Montagne Noire (Sud du Massif Central) – Dôme migmatitique- Michel Faure – Univ Orléans – Planet-Terre – ===> –(⚑)–
▻ – Nancy et la géologie du socle ardéchois Jean MACAUDIERE – ===> –(⚑)–
▻ – Quand l’effondrement d’une montagne fait remonter des roches des profondeurs de la croûte terrestre – Futura-Sciences _–===> –(⚑)–
▻ – Contribution au problème de la formation des dômes de la Zone axiale de la Montagne noire – Michel Demange – BRGM – ===> –(⚑)–