Rozprawy doktorskie na temat „Datation au carbonate U-Pb”

Les dépôts lacustres font l'objet d'études approfondies car ils sont propices à l’enregistrement des modifications de nombreux facteurs environnementaux (changement climatique, modification du couvert végétal…), et également car ils renferment des ressources en matière première de toute première importance. Cependant, les reconstructions chronostratigraphiques dans ces contextes sont généralement entravées par la rareté des données permettant d’établir l'âge des dépôts de manière continue. L'objectif principal de ce projet de thèse est d'examiner les avantages et les limites de la datation au carbonate U-Pb (LA-ICPMS) (méthode LAcarb) comme un nouvel outil chronostratigraphique pour les dépôts lacustres. Le deuxième objectif est d'étudier plus précisément le potentiel de datation de la méthode en analysant sa capacité à établir un âge avec résolution temporelle pertinente en fonction des différents types de carbonates et de minéralogies. Pour atteindre ces objectifs, plusieurs phases carbonatées (microbialites, ooides, oncoides) et ciments diagenétiques ont été collectés dans deux exemples lacustres fossiles ayant un âge absolu relativement bien établit: le Miocène du bassin du cratère Ries (SW Allemagne) et la formation Yacoraite (Crétacé-Paléogène) du bassin de Salta (NW de l'Argentine). Une étude sédimentologique et diagenétique s’appuyant sur des analyses pétrographiques et des isotopes stables de l’oxygène (O) de du carbone (C), a permis de sélectionner les phases carbonatées les plus précoces. Ce travail a été réalisé afin de maximiser les chances d’avoir préservé la composition géochimique originelle en U-Pb des fluides en présence lors du dépôt. Dans le bassin du cratère Ries, la méthode LAcarb a fourni des âges précis qui ont permis des corrélations chronostratigraphiques à une résolution temporelle de l’ordre de la séquence stratigraphique du 3e ordre (0,5 à 5 Ma). Dans le cadre de la formation Yacoraite, deux modèles d'âge ont été obtenus le long d'une coupe stratigraphique de référence. L'un est dérivé de la géochronologie des zircons extraits des dépôts de cendre volcaniques intercalés dans la formation Yacoraite (modèle d'âge maximum des dépôts; MDA). Le second est dérivé de la méthode LAcarb (modèle d'âge minimum des dépôts; MIDA). Les deux modèles se superposent remarquablement et permettent de décrire une même dynamique des taux de sédimentation avec une résolution temporelle d'environ 0,9 à 2% (2σ). L'âge des dépôts révisé pour la formation Yacoraite a ensuite été intégré dans un modèle chronostratigraphique combinant les données biostratigraphiques, hemiostratigraphiques et magnétostratigraphiques issues de la littérature. La localisation de la limite Crétacé-Paléogène (KPg) a bien été confortée dans la formation Yacoraite. De plus, la révision des âges de la partie sommitale de la formation Yacoraite a également permis de valider la localisation des deux phases hyperthermiques du Paléocène-Éocène (Paleocene-Eocene Thermal Maximum: PETM, et l’optimum climatique de l’Eocène; EECO) dans les deux formations sus-jacentes. Une analyse statistique a ensuite été réalisée sur la base des âges de 80 phases carbonatées de la formation Yacoraite. Les microbialites ont fourni les plus faibles succès en potentiel de datation (41 % d'âges cohérents avec le modèle MDA) ainsi que les plus basses précisions concernant l'âge (2σ <10 %). A l’inverse, les ciments lacustres ont été couronnés des meilleurs potentiels de datation (64 % d'âges cohérents avec le modèle MDA) avec des âges de meilleure précision. De plus, les phases dominées par la calcite ont généralement fourni des âges plus précis que les phases dolomitiques. Les avancées concernant les potentialités et les limites associées à la méthode LAcarb ont ainsi permis de proposer au travers de cette thèse une méthode complète pour construire un modèle d'âge robuste des dépôts en milieu lacustre. Les perspectives de ces travaux sont multiples, avec par exemple [...]
Lacustrine deposits are extensively investigated because they play a pivotal role as environmental recorders and host valuable economic resources. However, chronostratigraphic reconstructions in these settings are usually hampered by the scarcity of data required to establish the depositional age of the system. The prime objective of this PhD project was examining benefits and limitations of carbonate U-Pb (LA-ICPMS) dating (LAcarb) as new chronostratigraphic tool for lacustrine deposits. The second objective was to investigate the dating potential, in terms of dating success and time resolution, of various carbonate types and mineralogies with the aim to better organize future LAcarb based research. To achieve these goals, depositional (microbialites, ooids, oncoids) and early diagenetic carbonate phases of known absolute age were collected from two lacustrine settings: the Ries Crater basin (Miocene, SW Germany) and the Yacoraite formation (Fm.) from the Salta rift basin (Cretaceous-Paleogene, NW Argentina). A sedimentologic and diagenetic study based on petrography and Oxygen (O) and Carbon (C) stable isotope analysis allowed to select carbonate phases that most possibly preserved the pristine U-Pb geochemical composition and consequently inform on the timing of deposition. In the Ries Crater basin, LAcarb provided accurate ages that allowed chronostratigraphic correlations at a time resolution of the 3rd order stratigraphic sequence (0.5–5Ma). In the framework of the Yacoraite Fm., two depositional age depth model were obtained along a stratigraphic section. One derived from zircon (ash layer) geochronology (maximum depositional age depth model; MDA depth model) and the other from LAcarb (minimum depositional age depth model; MIDA depth model). The two models remarkably overlap and describe the same sedimentation rate dynamic with a time resolution between 0.9 and 2% (2σ). The revised depositional age of the Yacoraite Fm. was then integrated in a chronostratigraphic model merging biostratigraphic, chemostratigraphy and magnetostratigraphy data from literature. Accordingly, the KPg limit was interpreted to be located in the Yacoraite Fm. whereas the two Paleocene-Eocene hyperthermals (Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM; early Eocene Climate Optimum, EECO) were identified in the two overlying formations. A statistical analysis was achieved based on the ages of 80 carbonate phases from the Yacoraite Fm. Microbialites provided the lowest dating success (41% ages consistent with the MDA depth model) and age precision (2σ < 10%) in contrast with lacustrine cements that yielded the highest dating success (64% ages consistent with MDA depth model) and age precision (2σ < 3%). Furthermore, calcitic phases usually provided more precise ages than dolomitic phases. The better comprehension of potentialities and limitations of LAcarb acquired in this PhD allowed to propose a workflow to build a robust depositional age depth model in lacustrine settings. Three possible perspective scenarios were introduced: 1) the study of the Ries Crater basin as analogue of paleolakes on Mars; 2) the use of LAcarb to select pristine carbonates for chronostratigraphic studies; and 3) basin scale chronostratigraphic correlations in the Yacoraite Fm

L'apport de contraintes chronologiques absolues sur les différents évènements et processus qui ont modelé la Terre constitue un des défis majeurs dans de nombreux domaines des sciences de la terre et de l'environnement. C'est en particulier le cas pour les bassins sédimentaires qui jouent un rôle économique majeur en étant sources d'importantes ressources naturelles, en particulier en hydrocarbures. L'objectif de cette thèse est de développer la datation absolue des minéraux secondaires carbonatés par la méthode U-Pb. Ces minéraux, quasi ubiquistes dans les réservoirs, témoignent des processus diagénétiques, tectoniques et des circulations fluides qui ont affecté ces systèmes. Au cours de cette thèse, plusieurs développements méthodologiques ont été mis en œuvre avec pour objectifs de repousser les limites de la méthode U-Pb. Des techniques d’analyses innovantes, comme le couplage ablation laser/SF-ICP-MS ou la sonde ionique, ont été testées et ont permis d’accroître de plusieurs ordres de grandeur la résolution spatiale des analyses U-Pb. Ces méthodes, couplées à la méthode plus classique de dilution isotopique ont été appliquées avec succès dans différents contextes d’exploration pétrolière permettant notamment d’apporter des contraintes temporelles sur des éléments clés du système pétrolier, comme le timing de la création/préservation du réservoir ou encore de la migration des hydrocarbures. Les différents résultats obtenus ont permis de dresser une synthèse des contextes les plus favorables à l’application de la méthode U-Pb, et de donner ainsi une vision d’ensemble du potentiel de la datation U-Pb sur carbonates secondaires appliquée aux réservoirs pétroliers
Absolute chronological constraints on the different events and processes that have shaped the Earth constitute a major challenge in numerous realms in Earth and Environmental sciences. In particular this is the case for sedimentary basins that play a major economic role as being source of important hydrocarbon resources. The objective of this thesis is to develop absolute uranium-lead dating methodology on secondary carbonate minerals. This ubiquitous mineral phase in petroleum reservoirs testifies their complex geodynamic and diagenetic histories. In this study, several developments were implemented in order to circumvent the limits of U-Pb methodology. Innovative analysis techniques such as laser ablation coupled with SF-ICP-MS or ion probe were tested to increase the spatial resolution of the U-Pb analysis by several orders of magnitude. These methodologies coupled to the more traditional isotope dilution was successfully applied in different oil exploration context allowing to bring absolute constraints on key diagenetic events such as creation/preservation of reservoir properties or hydrocarbon migration. The results obtained during this study allowed to draw a synthetic model of the most favorable contexts for U-Pb method and gives an overview of the U-Pb dating potential to secondary carbonates applied to petroleum reservoirs

L'application recente des methodes u-pb et pb-pb a la datation directe des carbonates offre un nouvel outil pour etablir la chronologie absolue des sequences sedimentaires. Cependant, les ages obtenus jusqu'a present ne permettaient pas de distinguer entre la periode de depot et les recristallisations diagenetiques du sediment. Au cours de ce travail, nous avons demontre que les ages radiometriques u-pb et pb-pb des dolomies et des calcaires du proterozoique moyen et superieur du craton sino-coreen sont plus anciens que le depot des formations; pour expliquer ces resultats, le modele de diffusion du radon est utilise. La migration de 222rn, preferentiellement a 219rn de periode tres courte, provoque un deficit de 206pb radiogenique. En consequence, les ages pb-pb et u-pb sont vieillis. Cette caracteristique a ete retrouvee dans les calcaires cambriens de st. Jean de la riviere (cotentin, france), mais pas dans les carbonates brioveriens (proterozoique superieur?) de bretagne centrale, ni dans les calcaires archeens du craton sud-africain (jahn et al, 1990). Comme dans toutes les methodes geochronologiques, la reussite d'une datation sur carbonate repose sur l'etat de fermeture du systeme u-pb. Toutefois, cette nouvelle technique a considerablement etendu le potentiel de datation directe des sequences sedimentaires qui reste un probleme majeur en sciences de la terre

Les zones de suintements froids sont le siège d’expulsions actives de fluides enrichis en méthane auxquels sont associées d’abondantes précipitations de carbonates authigènes. Dans le but de mieux contraindre l'origine et la composition de ces sorties de fluides, cette thèse présente les résultats 7Sr/86Srd'études minéralogique, isotopiques (d13c, d18O et 87Sr/86Sr) et géochimiques (terres rares, U/Th) réalisées sur des carbonates authigènes provenant de différentes sorties de fluides (volcan de boue, diapir, pockmark) du delta profond du Niger. Les valeurs de d18O des carbonates authigènes indiquent que certains ont précipité en équilibre isotopique avec l'eau de fond actuelle alors que d'autres présentent des valeurs qui sont très éloignées de l'équilibre isotopique avec l'eau de fond. Les valeurs de d13C suggèrent diverses contributions de fluides caractérisés par des signatures de d13C distinctes. La composition isotopique du Strontium révèle aussi diverses contributions de fluides. Les spectres de terres rares ressemblent aux spectres obtenus à partir des sédiments marins de sub-surface anoxiques pour l'aragoite. Les calcites magnésiennes et dolomites montrent une gamme de spectres importante au niveau des terres rares lourdes. La composition des terres rares dans les carbonates est contrôlée par : le fluide et l'alcalinité. Les résultats expérimentaux montrent qu'il n'y a pas de fractionnement pendant la précipitation de l'aragonite et de la calcite, mais que le magnésium et la température jouent un rôle dans l'incorporation des terres rares. Les données U/Th montrent que le pockmark est actif depuis au moins 8000 ans et qu'il y a eu un enfoncement de la SMI
Cold seeps are common features which correspond to localized sites for methane-rich fluid release. Fluid expulsions are generally associated with abundant precipitation of authigenic carbonates. In order to better constrain fluid origin and composition, this PhD presents the results of mineralogical, isotopic (d13C, d18O and 87Sr/86Sr) and geochemistry (REE) studies on authigenic carbonates from various fluid-venting features (mud volcano, diapir, and cold seep) of the Niger Delta. The d18O values of authigenic carbonates indicate that some precipitated in isotopic equilibrium with present day bottom water conditions, while others have values that are very far from the equilibrium with present day bottom water conditions. The d13C values suggest different contributions of fluids characteriez by distinct d13C signatures. The isotopic composition of strontium also reveals diverse contribution of fluids. Aragonite concretions exhibited very similar shale-normalized REE patterns that closely resembled those of anoxic pore-water in sub-surface marin sediments. The magnesian and dolomite concretions displayed a wide range of HREE patterns. Our results showed that the REE composition of carbonates controlled by the fluid composition and by changes of alkalinity. Experimental results show that there is no fractionation during the precipitation of aragonite and calcite, but as magnesium and temperature play a role in the incorporation of rare earths. Data U/Th show that pockmark is active since at least 8000 years and ther has been a recent sinking of the SMI

V-Th-Pb fractionation trends, and the associated variations in Pb-isotopes, provide important constraints on the nature, and age, of a wide range of geological processes. This thesis presents three detailed case studies from a carbonatite intrusive complex, lower crustal granulite xenoliths, and young volcanic rocks which represent a range of processes that fractionate V, Th and Pb. New major, trace element and Sr, Nd and Pb isotope results are presented for carbonatites and pyroxenites from the 130 Ma old Jacupiranga complex in southern Brazil. The data preclude simple models in which the Sr-Nd and Sr-Pb isotope arrays are the result of crustal contamination processes, or liquid immiscibility between the carbonatites and magmas similar to those from which the pyroxenites crystallised. The initial Sr, Nd and Pb isotope ratios in the Jacupiranga complex are similar to those in the Parana high-Ti basalts and to the oceanic basalts of the Walvis Ridge and Tristan da Cunha, and were apparently inherited from the mantle source regions associated with incipient magmatism of the Tristan da Cunha hotspot and the opening of the South Atlantic. Most carbonatites have high V/Pb and low Rb/Sr ratios and infiltration and/ or metasomatism by such melts is one process that may be responsible for the negative correlation of U/Pb and Rb/Sr inferred for the source of certain oceanic basalts such as Tristan da Cunha. Correlations between trace and major elements in mostly mafic granulite xenoliths from southern Africa probably result from magmatic processes such as fractional crystallisation and crystal accumulation. From Pb and Nd isotope systematics it can be inferred that the northern Lesotho xenoliths are Proterozoic in age, whereas Cape province xenoliths appear to have been fonned in the Archaean and to have had their Nd isotopes reset in the Proterozoic. Most Pb isotope ratios from the granulites xenoliths are unradiogenic relative to the Geochron, which indicates relatively low V /Pb ratios in the later parts of their histories. The correlation between Pb isotope ratios and K₂O/A1₂O₃ in the granulites from Markt is considered to reflect magmatic control of the V /Pb fractionation. The Archaean, and some of the younger mantle derived rocks on the Kaapvaal craton, plot on similar Pb isotope trends. It is argued that segments of the crust and uppennost mantle beneath southern Africa stabilised together in the Archaean, and that both were remobilised in subsequent magmatic and orogenic events. Volcanic rocks in the Northland-Auckland peninsula, New Zealand, range from silica-undersaturated basanites to tholeiites and andesites. Although all the volcanic fields are in intraplate settings, two types of mantle source enrichment can be recognised. One is subduction-related and characterised by high Sr and low Nd isotope ratios and negative Nb anomalies. The other type has geochemical features characteristic of intraplate enriched mantle sources with Sr and Nd isotope ratios and Nb/Ba, Ba/La, similar to HIMV OIB, which has been attributed to the deep recycling of oceanic crust. The differences in Pb isotopes between the two mantle sources, i.e. higher /lB/4 and 7/4, but lower ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb in the subduction-related material than in the inferred HIMU source, indicate that V/Pb in shallow recycled crustal material tend to be lower than in the deeper recycled material. These case studies confirm that (i) metasomatism by small degree melts can have significant effects on mantle trace element characteristics, (ii) the lower crust is a relatively low 11 environment and crystal accumulation may be an important mechanism in the fractionation of Th and U from Pb, cUld (iii) incorporation of recycled crustal material at different levels can result in different V-Th-Pb fractionation and so, with time, different Pb isotope ratios.

Les reliques néoprotérozoïques d’un système d’arc intra-océanique affleurent dans l’Anti-Atlas au Sud du Maroc, dans les fenêtres du Sirwa et de Bou Azzer. Les deux zones présentent des ensembles fortement tectonisés représentés au Nord par une séquence ophiolitique d’arrière-arc charriée sur des complexes d’arc accrétés au Sud. Ces complexes d’arc (complexes de Tachakoucht, Tazigzaout et Bougmane) sont composés de gneiss granodioritiques et d’amphibolites dont les protolithes, datés entre 750 et 730 Ma, montrent des signatures typiques d’arcs océaniques. Ces derniers ont été enfouis, déformés et métamorphisés sous des conditions de MP-MT (700°C – 8 kbar) à Tachakoucht et de HP-MT à Bougmane (750°C – 10 kbar) avant que des magmas basiques hydratés (hornblendites, gabbros à hornblende) d’affinités d’arcs océaniques ne les intrudent successivement à ~700 et ~650 Ma. Ces épisodes magmatiques ont bouleversé le régime thermique de l’arc entrainant la granulitisation et la fusion partielle des roches encaissantes à plusieurs niveaux crustaux de l’arc et générant des magmas granodioritiques à granitiques recoupant la section crustale du paléo-arc et de l’ophiolite sus-jacente. Cette étude de terrain, pétrologique, géochimique et géochronologique a mis en évidence trois épisodes de magmatisme océanique d’arc sur une période de plus de 120 Ma (de 760 à 640 Ma). La croissance de ce paleo-arc fut contrôlée par les phases successives d’alimentation magmatique mais aussi par des processus tectoniques d’épaississement en domaine intra-océanique et ce, avant l’obduction de l’arc sur le Craton Ouest africain autour de 630-600 Ma
Relics of an intra-oceanic arc system are exposed in the Anti-Atlas in southern Morocco, in the Sirwa and Bou Azzer windows. Both of these areas form a highly tectonized patchwork made of a back-arc ophiolitic sequence to the north thrusted onto accreted arc complexes to the south. These arc complexes (Tachakoucht, Tazigzaout and Bougmane complexes) are made of granodioritic gneisses and amphibolites with typical oceanic arc signature and for which igneous ages range from 750 to 730 Ma. These magmas were buried, deformed and metamorphosed under MP-MT conditions in Tachakoucht (700°C - 8kbar) and HP-MT in Bougmane (750°C - 10 kbar) prior to several magmatic events dated at 700 and 650 Ma and the intrusion of hydrous basic magmas (hornblende gabbros, hornblendites) with oceanic arc signatures. This episodic magmatism strongly perturbed the thermal regime of the arc leading to the granulitization of the host rocks at different levels of the arc crust and to the genesis of intermediate to felsic magmas (granodioritic to granitic). These ones have been segregated through the crustal section intruding both stacked paleo-arc and ophiolitic remnants. This field, petrological, geochemical and geochronological study established that oceanic arc magmatism in the Anti-Atlas occurred in three flare-ups on a 120 Ma long time span (760 to 640 Ma). The growth of the arc was controlled and driven both by successive magmatic inputs and intra-oceanic tectonic thickening processes while final collision of the intraoceanic system with the West African Carton occurred later, around 630-600 Ma

La compréhension de l'évolution des chaînes de montagnes nécessite la reconstruction des chemins pression-température-temps suivis par les roches métamorphiques. La datation U-Pb est souvent utilisée pour dater des événements métamorphiques, mais le lien entre les conditions du métamorphisme et l'âge fourni par les datations U-Pb sur zircon n'est pas direct. Les isotopes de l'oxygène sont proposés dans cette étude pour mettre en relation la croissance du zircon avec celle du grenat dans les roches métamorphiques du domaine égéen. L'étude de quatre échantillons de l'île de Naxos a montré que cette relation est possible si (i) l'équilibre isotopique de l'oxygène est atteint entre le grenat et le zircon au moment de leur formation et (ii) le grenat et le zircon sont restés clos pour l'oxygène et le plomb après leur formation. Cette méthode a permis de dater le début de l'exhumation des roches métamorphiques de Naxos entre 40 et 60 Ma, et le début du chemin rétrograde entre 13 et 19 Ma. A Ikaria et à Naxos, la croissance préférentielle du zircon entre 40 et 60 Ma localisée dans des roches provenant de zones riches en schistes indique que la pression et les circulations de fluides sont les paramètres qui ont favorisé la formation des zircons pendant le métamorphisme
The knowledge of pressure - temperature - time paths in metamorphic rocks is necessary to the understanding of orogenic belts evolution. U-Pb method is commonly used for dating metamorphic events, but the link between metamorphic conditions and ages obtained on zircon is not straightforward. Oxygen isotopes are proposed in this study for likening zircon to garnet growth in metamorphic rocks of the Aegean domain. The study of four samples from Naxos island showed that this correlation is possible if (i) isotopic equilibrium of oxygen is reached between garnet and zircon during their formation and (ii) garnet and zircon remained in closed system for oxygen and lead after their formation. This method permitted to date the beginning of the exhumation of metamorphic rocks from Naxos between 40 and 60 Ma, and the beginning of the retrograde path between 13 and 19 Ma. The preferential formation of zircon between 40 and 60 Ma in rocks localised in schist rich zones indicate that pressure and fluid circulation are the parameters that triggered zircon formation during the metamorphism

L'évolution tardive du Domaine Sud Armoricain (segment de la chaîne Varisque Ouest Européenne), se traduit par un effondrement gravitaire de la croûte préalablement épaissie dans un contexte tectonique extensif. Cette extension s'accompagne, dans tout le domaine, d'une fusion partielle de la croûte moyenne à inférieure et de l'exhumation des roches métamorphiques issues de niveaux crustaux profonds. L'approche pluridisciplinaire conduite dans cette étude permet de proposer un calendrier précis de la fusion crustale et d'étudier les mécanismes de la déformation responsable de l'exhumation de la croûte moyenne à inférieure. Une des démarches adoptées associe l'identification structurale et cinématique précise des témoins de l'étirement et leur datation multiméthodes (U-Th/Pb sur monazite, et A/Ar sur micas). Dans la partie occidentale du Domaine Sud Armoricain, cette approche permet ainsi de documenter un continuum de déformation extensive durant plus de 20 Ma, qui accompagne en partie l'exhumation des roches de haut grade qui elle, se développe entre 325 Ma et 300 Ma. L'étude géophysique, combinant ASM et gravimétrie, permet en outre de caractériser la structure interne et la géométrie en profondeur du complexe granitique de Carnac, dont la mise en place apparaît être le témoin du stade le plus précoce de ce continuum. La fusion partielle des migmatites et la mise en place des plutons granitiques, interprétées à la fois comme le moteur et la conséquence de l'étirement et de l'exhumation, est estimée entre 335 Ma et 320 Ma. Cette anatexie généralisée apparaît synchrone à l'échelle de tout le domaine, ce qui permet un regard nouveau sur les stades tardi-orogéniques du Domaine Sud Armoricain. L'étude de la déformation extensive et de l'exhumation dans les portions occidentale et orientale, met en évidence des contrastes de style tectonique, suggérant une exhumation plus importante des parties orientales du Domaine Sud Armoricain.

La richesse en Th et en U de la monazite en fait un excellent géochronomètre pour dater les roches magmatiques et métamorphiques de la croûte terrestre. Peu sensible à la diffusion du Pb dans sa structure cristalline, elle peut enregistrer des évènements géologiques de haute température sans risque de remise à zéro de son géochronomètre. Réservoir principal des actinides et des lanthanides, elle participe à de nombreuses réactions minéralogiques, faisant aussi d'elle un très bon traceur pétrogénétique. Coupler sa chimie à son isotopie permet donc d'interpréter précisément la nature des processus géologiques dont elle enregistre l'âge. L'étude de trois objets géologiques distincts a permis de montrer que la monazite est très sensible aux interactions avec les fluides. Ils vont induire sa dissolution partielle ou totale, suivie de la recristallisation de nouveaux grains. De multiples paramètres vont influencer son comportement face au fluide. Ainsi, à basse température (350°C - 450°C) dans un microgranite, un fluide riche en fluor et carbonates va favoriser la dissolution-précipitation de la monazite, alors qu'un fluide riche en éléments alcalins n'aura aucun effet sur elle. Par contre, à plus haute température (> 600°C) dans des roches métapélitiques, ce même fluide va induire sa dissolution-précipitation. En fonction de la mobilité du Pb, du Th et de l'U, le mécanisme de dissolution-précipitation peut avoir différents impacts sur le géochronomètre : ainsi, l'âge des grains recristallisés peut soit correspondre à l'âge du grain initial, soit dater l'interaction avec le fluide, soit n'avoir aucune signification géologique. Les systèmes isotopiques U-Pb et Th-Pb peuvent également être affectés par l'incorporation de Pb commun dans la monazite lors de sa cristallisation (jusqu'à plusieurs centaines de ppm), ce qui va artificiellement vieillir les âges enregistrés. L'ensemble de ces observations montre que l'âge enregistré par la monazite s'interprète au cas par cas. Dans l'avenir, l'optimisation de l'utilisation de la monazite comme géochronomètre doit passer par (1) une amélioration des techniques d'analyses (augmentation de la résolution spatiale pour résoudre des problèmes géologiques à l'échelle nanométrique, standardisation avec des monazites homogènes) et (2) un couplage de différents types d'analyses (chimie, datation, isotopes de l'oxygène). Ceci devrait permettre d'interpréter aux mieux les âges qu'elle enregistre.

Différents corps métamorphiques et magmatiques dans leLlimousin et dans les Pyrénées orientales ont été datés par la méthode u/pb à la microsonde ionique et 4 0ar/ 3 9ar sur monograin. Les résultats permettent d'avancer de nouvelles idées sur l'évolution orogénique de ces segments de la chaîne varisque. 1. Pyrénées orientales. L'orthogneiss de canigou-caranca a été daté par la méthode u/pb à la microsonde ionique sur zircons selectionnes. Les âges 2 0 6pb/ 2 3 8u des trois echantillons analyses varient entre 460 et 500 ma. Cet âge invalide le modèle classique de disposition en socle et couverture des séries métamorphiques. 2. Limousin. Le protolithe de la leptynite de vergonzac qui fait partie de l'unité supérieure des gneiss, a été daté à 525 6 ma (u/pb sur zircons a la microsonde ionique). Cet âge est compatible avec les âges des autres unités métamorphiques du Limousin. La mise en place du leucogranite péralumineux de blond a été datée à 319 7 ma (u/pb sur zircons a la microsonde ionique). Les âges 4 0ar/ 3 9ar sur muscovites de cette intrusion varient entre 311 et 306 ma. Ils sont interprétés non pas comme des âges de refroidissement, mais comme caractérisant une activite magmatique et hydrothermale importante. Les granitoides sous couverture du seuil du Poitou ont donné des âges 4 0ar/ 3 9ar sur biotites et amphiboles entre 350 et 345 ma. Une modélisation numérique a permis de les interpréter en termes de refroidissement et d'exhumation. Les minéralisations a w et sn de moulin-barret et de puy-les-vignes ont fourni des âges de 324 ma, ce qui implique l'existance d'un épisode de minéralisations au namurien. Une synthèse de tous les résultats permet de proposer une exhumation et une extension tardi-orogenique précoce, respectivement vers 340 ma et 320 ma. 3. Méthodologie. Quelques réflexions sur la calibration des analyses u/pb à la microsonde ionique sont proposées. La forme des spectres d'âge 4 0ar/ 3 9ar, leur signification en termes d'âge et l'interprétation des âges 4 0ar/ 3 9ar sont abordées.

Un des enjeux majeurs en Sciences de la Terre est la compréhension des mécanismes de déformation de la lithosphère continentale dans des zones de convergence. Le plateau Tibétain constitue un laboratoire naturel idéal pour l'étude des processus crustaux profonds actifs dans ces contextes, du fait de sa superficie et de son altitude remarquables. Le soulèvement et l'épaississement de la croûte Tibétaine ont été classiquement attribués aux effets de la collision Inde-Asie Tertiaire. Cependant, cette interprétation a été récemment mise en question par une série d’observations géologiques et géophysiques non concordantes, à différents endroits du plateau.L'objectif de cette thèse est de quantifier l’importance de l’héritage géologique dans la déformation à long-terme et à court-terme d’une chaîne active, en déchiffrant les différentes étapes de la structuration des Longmen Shan, la bordure la plus énigmatique du plateau Tibétain. Dans la chaîne des Longmen Shan la croûte Tibétaine est très épaissie (>60 km) et l'activité tectonique est localisée le long des failles d’échelle lithosphérique, comme démontré par les séismes de Wenchuan 2008 (Mw 7.9) et de Lushan 2013 (Mw 6.6). Un fort gradient topographique est présent, bien que les taux de convergence mesurés par GPS soient très faibles (<3 mm/an). Ces caractéristiques ne sont pas explicables par un modèle unique de déformation crustale, ce qui suggère une forte contribution de l'héritage géologique acquis avant la collision Inde-Asie dans la structure actuelle de la chaîne.Une étude pétro-chronologique qui combine des observations microstructurales avec la cartographie chimique des minéraux majeurs et accessoires, la modélisation thermodynamique et la datation in-situ par méthode 40Ar/39Ar et U-Pb/Th sur mica et allanite a été appliquée aux roches métamorphique à l’affleurement de chaque côté des faille majeures. L’analyse haute résolution montre que les minéraux métamorphiques dans la matrice des sédiments à grenat provenant des unités internes de la chaîne préservent dans leur composition le témoignage de différentes étapes du métamorphisme. Ceci s’explique par un rééquilibrage chimique incomplet en raison de la variabilité des fluides disponibles au cours du métamorphisme. Les différentes étapes du métamorphisme sont aussi enregistrées dans le signal 40Ar/39Ar des micas et dans la composition des minéraux accessoires.La compréhension des processus pétrologiques à petite échelle a été intégrée aux observations de terrain afin de quantifier l’épaississement de la croûte Tibétaine au Mésozoïque (> 30 km) et de mettre en évidence un saut métamorphique >150°C à travers les failles majeures, hérité de la tectonique Mésozoïque. Si les unités internes de la chaîne ont été fortement déformées, découplées du socle cristallin et métamorphisées à T ~580-600°C (P ~11 kbar), les unités externes apparaissent moins déformées et épaissies (T< 400°C, P< 5 kbar). Une exhumation partielle du socle depuis c. 20 km de profondeur a été également documentée à 120-140 Ma et reliée à un évènement tectonique méconnu auparavant.Cette thèse a ainsi permis de quantifier la durée et les conditions qui caractérisent les différentes étapes de la maturation de la chaîne: les unités internes atteignent la relaxation thermique 40 Ma après le début de la propagation du prisme orogénique. Le socle est réactivé 40 Ma plus tard, lorsqu’il atteint des conditions thermiques proches de celles de sa couverture sédimentaire. L’héritage géologique Mésozoïque contrôle fortement l’état thermique et rhéologique de la croûte supérieure au moment de la réactivation Cénozoïque ainsi que la structure actuelle de la chaîne.L’étude petro-chronologique de différents segments de la chaîne a aussi mis en évidence une segmentation métamorphique héritée du Mésozoïque qui correspond à la segmentation actuelle des failles. Ceci suggère que des structures héritées pourraient en partie contrôler la localisation des séismes récents
One of the major challenges in Earth Sciences is understanding how the continental lithosphere deforms in convergent settings, according to which timescales. For its elevation and extension the Tibetan plateau is an ideal natural laboratory for the study of deep crustal processes in active convergent settings. The rise and thickening of the Tibetan plateau has generally been related to the only collision between the Eurasian and Indian plates during the Cenozoic. However, this interpretation has been recently put into question by apparently contrasting geophysical and geological features observed at different locations on the plateau.The aim of this PhD is to quantify the importance of the geological inheritance in the long-term and short-term deformation of an active thrust belt, focusing on the Longmen Shan orogen, the most enigmatic border of the Tibetan plateau. In the Longmen Shan (eastern Tibet) the Tibetan crust is over thickened (>60 km), the tectonic activity is localized along lithospheric faults -as demonstrated by the occurrence of the Mw 7.9 Wenchuan (2008) and Mw 6.6 Lushan (2013) earthquakes- and a high topography survives despite low convergence rates measured by GPS (<3 mm/yr). These observations are hardly reconcilable in a unique model of crustal deformation, suggesting a contribution of the geological inheritance from the geological history preceding the India-Asia collision.A petro-chronological approach that combines microstructural observations, compositional mapping of major and accessory mineral phases, thermodynamic modelling, in-situ 40Ar/39Ar dating, Ar diffusion modelling and in-situ U/Pb-Th allanite dating was applied to metamorphic rocks on each side of the major faults that strike parallel to the belt. This high-resolution study shows that in garnet-bearing rocks of the internal units of the belt matrix minerals record different stages of the metamorphic path in their composition. This is due to an incomplete chemical re-equilibration explained by a variable fluid availability during metamorphism. Different stages of metamorphism and fluid-assisted reactions sequences are also recorded in the 40Ar/39Ar signal of micas and in the composition and textures of the accessory phases.The understanding of petrological processes at the small scale was combined with field observations to quantify the Mesozoic thickness of the Tibetan crust at > 30 km and to unravel a metamorphic jump of greater than 150°C across the major faults, inherited from the Mesozoic tectonics. While internal units of the belt were strongly deformed, decoupled from the basement and metamorphosed at T ~ 580-600°C (P ~11 kbar), external units were less deformed and experienced lower temperatures conditions (T < 400°C, P < 5 kbar). The partial exhumation of the crystalline basement from c. 20 km depth along the major fault (in both internal and external units) occurred at c. 120-140 Ma during a previously poorly documented tectonic event.The multi-method approach applied on a wide geographical area and on a large time interval enabled to quantify the rates and conditions of the different stages of the maturation of the belt; internal units reached the thermal relaxation at ~600°C 40 Ma after the beginning of the propagation of the orogenic load. The basement was re-activated 40 Ma later, at similar thermal conditions than its sedimentary cover. The Mesozoic geological inheritance is therefore a key element in the present structure of the belt and strongly controlled the rheological and structural state of the upper crust at the moment of the Cenozoic re-activation.The petro-chronological study of different segments of the belt showed an along-strike metamorphic segmentation of the Longmen Shan inherited from the Mesozoic. This segmentation corresponds to the present fault segmentation, underlying the potential role of inherited structure in controlling the geographic distribution of the recent earthquakes

Les minéralisations cuprifères supergènes (MCS) représentent la viabilité économique de nombreux porphyres cuprifères de par le monde. Ces minéralisations dérivent de processus supergènes, définis comme étant l'altération en conditions oxydantes des sulfures primaires et tout enrichissement en sulfures secondaires qui en découle. Des conditions tectoniques, climatiques et géomorphologiques favorables sont requises pour la formation des minéralisations cuprifères supergènes. La tectonique contrôle le soulèvement nécessaire pour induire la baisse de la nappe phréatique et l'oxydation des sulfures primaires. Le climat contrôle le lessivage du cuivre dans l'environnement supergène et la circulation des eaux météoriques dans le milieu de dépôt. Dans le désert d'Atacama, les MCS semblent se former pendant des périodes climatiques spécifiques du Tertiaire durant la formation du relief Andin. Cependant, de nombreuses incertitudes persistent quant à la genèse et au moment précis de la formation de ces MCS. Ce travail de thèse présente des données minéralogiques et chimiques de minéraux échantillonnés dans des MCS in situ et exotiques provenant de deux zones géologiques et climatiques distinctes, à savoir le désert d'Atacama au nord du Chili, et le district minier de Gaoua, au Burkina Faso. Bien que ces deux régions aient connu une histoire géologique et climatique différente, elles ont toutes deux subi un contrôle géologique et climatique similaire pour former et préserver les MCS. La chrysocolle et la pseudomalachite sont les minéraux les plus abondants dans les MCS du désert d'Atacama. Ceci nous a poussé à tester le potentiel de ces deux minéraux comme géochronomètre pour replacer la formation des MCS dans un contexte géochronologique. Cependant, la variation de la teneur en U d'un minéral à l'autre, la contribution du Pb commun et l'absence de standards spécifiques à ces minéraux ont représenté un challenge pour la datation de ces deux minéraux. Une approche mixte combinant la datation in situ U-Pb LA-ICP-MS et la cartographie isotopique ainsi que les analyses isotopiques de l'oxygène au SIMS a été appliquée aux dépôts exotiques de cuivre de Mina Sur, Damiana et El Cobre et à la minéralisation cuprifère supergène in situ du district minier de Gaoua. Quelle que soit leur localisation, les résultats démontrent le rôle important joué par les paramètres géologiques locaux sur le contrôle du chronomètre U-Pb dans les minéraux supergènes de cuivre. La teneur initiale élevée en U du porphyre source peut favoriser la présence de minéraux cuprifères supergènes riches en U, comme c'est le cas à Mina Sur. En outre, une altération supergène à long terme favorisera une circulation continue des eaux météoriques dans l'environnement de dépôt, ce qui peut entraîner le lessivage de l'U du porphyre source et permettre la formation de minéraux cuprifères supergènes pauvres en U, à une époque relativement récente. Les résultats prometteurs obtenus pendant cette thèse représentent de nouveaux outils pour comprendre les conditions physico-chimiques, climatiques et géologiques qui ont prévalu lors de la formation des minéralisations cuprifères supergènes dans le désert d'Atacama, mais aussi dans la région de Gaoua au Burkina Faso, et fournissent des indications quant à leur prospection dans le monde entier
Supergene copper mineralization (SCM) are nowadays the economic viability of many porphyry copper deposits worldwide. These mineralization are derived from supergene processes, defined as sulfide oxidation and leaching of ore deposits in the weathering environment, and any attendant secondary sulfide enrichment. For supergene copper mineralization to form, favorable tectonics, climate and geomorphologic conditions are required. Tectonics control the uplift needed to induce groundwater lowering and leaching of sulphides from a porphyry copper deposit. Climate controls copper leaching in the supergene environment and groundwater circulation towards the locus where supergene copper-bearing minerals precipitate. In Atacama Desert of northern Chile, SCM seem to take place during specific Tertiary climatic periods and relief formation. But many uncertainties remain regarding the genesis and the exact timing for SCM formation. We present mineralogical and chemical data on supergene copper-bearing minerals sampled from in situ and exotic SCM from two geologically and climatically distinct areas, namely the Atacama Desert of northern Chile and the Gaoua porphyry Cu-Au district in Burkina Faso. Although both areas have experienced different geological conditions, they both underwent similar geological and climatic controls to form and preserve SCM. Chrysocolla and pseudomalachite are the most common copper-bearing minerals found in SCM from the Atacama Desert of northern Chile. This led us to test the potential of both minerals as dating materials to place the SCM formation in a geochronological context. However, variation of U content from one mineral to another, common Pb contribution and the absence of matrix-matched-standard for both minerals made U-Pb LA-ICP-MS dating of chrysocolla and pseudomalachite challenging. A mixed approach combining texturally-controlled in situ LA-ICP-MS U-Pb dating and multi-elements mapping together with SIMS oxygen isotope analyses were applied to Mina Sur, Damiana and El Cobre exotic copper deposits and the in situ SCM of the Gaoua porphyry Cu-Au district. Regardless their location, the results demonstrate the important role played by the local geological parameters on the control of the U-Pb chronometer in supergene copper minerals. Initial high U content of the porphyry source can promote U-rich supergene copper minerals as it is the case at Mina Sur. Additionally, a long-term supergene alteration will favor long term water circulation in the depositional environment which can leached U from the porphyry source and allow the formation of U-low supergene copper minerals during recent times. The promising results obtained represent a new tool to understand the physico-chemical, climatic and geological conditions that prevailed during the formation of supergene copper deposits and a proxy for their prospection around the world

Dans l’étude de la diagenèse des formations silico-clastiques ou carbonatées, il est souvent difficile de contraindre la température et l’âge des différents épisodes de cimentation ou de recristallisation. Le premier objectif de ce travail de thèse était de tester le potentiel de deux outils isotopiques récents (le géothermomètre des « clumpedisotopes » Δ47 et le géochronomètre U-Pb par analyse ponctuelle sur lame mince) dans le cadre de l’étude de la diagenèse des carbonates. Le deuxième objectif était de préciser l’histoire diagénétique, thermique, ethydrogéologique des réservoirs carbonatés du bassin de Paris. Pour atteindre ces deux objectifs, nous avons étudié des ciments de calcite et dolomite collectés dans les calcaires du Jurassique Moyen du dépocentre du bassin de Paris. La bonne caractérisation pétrographique et sédimentologique de ces échantillons, et le couplage entre les géothermomètres Δ47 et inclusions fluides, nous ont permis d’accéder à plusieurs informations de premier ordre. Premièrement, nous montrons que le Δ47 permet de reconstruire simultanément et précisément la température de formation des ciments diagénétiques dans la gamme 60-100°C (avec une précision de ~3-5°C) et la composition isotopique en oxygène des fluides (δ18Owater) à partir desquels ces ciments ont précipités (avec une précision de ~ 1‰). Deuxièmement, nous présentons une amélioration des connaissances de l’histoire thermique et des périodes de paléo-circulation des fluides à l’échelle régionale dans le bassin de Paris. Notamment, le croisement du géothermomètre Δ47 avec la méthode de datation U-Pb nous a permis pour la première fois de poser des contraintes thermo-chronologiques absolues sur l’ensemble des phases de circulations de fluides étudiées. Plus largement, ce couplage Δ47 /(U-Pb) inédit dévoile un champ d’application nouveau en thermo-chronologie de basse température (10-100°C). Nous anticipons que ce travail initie de nombreuses applications pour l’étude des histoires thermiques des bassins sédimentaires, via l’analyse de la diagenèse des carbonates
Diagenesis studies of both siliciclastic and carbonate rock units face the difficulty of constraining the temperature and age of the successive episodes of mineral crystallization. The first objective of this PhD work was to test the potential of two recent isotopic tools (the "clumped isotopes" Æ47 geothermometer and the laser ablation U-Pb geochronometer ) to integrate conventional carbonate diagenesis studies. The second objective was to reconstruct the diagenetic, thermal, and hydrogeological histories of the Middle Jurassic carbonate reservoirs of the Paris Basin. To achieve these goals, we studied calcite and dolomite cements mostly collected in the basin subsurface (exploration cores). The good petrographical and sedimentological characterization of the studied samples, together with the analysis of fluid inclusions and ?47 thermometry for determining the temperature and the chemical and isotopic compositions of the mineralizing fluids, allowed us to reach several first-order information. First, we show that Æ47 allows to simultaneously and precisely reconstruct the formation temperature of diagenetic cements in the range 60-100 ¡C (with an accuracy of ~ 3-5 ¡C) and the oxygen isotopic composition of the parent fluids (d18Owater) with a precision of ~ 1 ä. Secondly, this work improves our knowledge on the thermal history and past fluid-flows occurring at the basin scale. In particular, the coupling of the Æ47 thermometer with the U-Pb chronometer permitted for the first time to set absolute thermo-chronological constraints on every fluid-flow episodes investigated. More broadly, this unprecedented Æ47/(U-Pb) coupling reveals a new field of application in the low-temperature thermo-chronology field (10-100 ¡C). We anticipate that this pioneer thermo-chronological approach will induce many future applications in the study of sedimentary basins via carbonate diagenesis studies

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but de mieux définir et quantifier lesprocessus d'érosion actuels en domaine glaciaire et proglaciaire. Le Glacier des Bossons,situé dans le massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie, France), est un bon exemple de systèmenaturel non anthropisé permettant d'étudier cette thématique. Il repose sur deux lithologiesprincipales (le granite du Mont-Blanc et le socle métamorphique) et cette singularitépermettra de déterminer l'origine des sédiments glaciaires. Afin de comprendre lesmécanismes d'érosion mécanique et de transport particulaires en domaine glaciaire, lessédiments ont été prélevés à la surface du glacier, sous le glacier et dans les torrents sousglaciaires.L'étude des distributions granulométriques et des provenances des sédiments a étéeffectuée par une analyse lithologique à macro-échelle (à l'oeil nu) et géochimique à microéchelle(datation U-Pb sur zircons). Elles ont permis de préciser les caractéristiques del'érosion et du transport glaciaire. (1) la charge supra-glaciaire issue de l'érosion des versantsrocheux est essentiellement composée de sédiments grossiers et ne se mélange pas ou peu à lacharge sous-glaciaire, excepté au niveau de la langue terminale ; (2) les vitesses d'érosionsous-glaciaire ne sont pas homogènes, l'érosion sous la glace tempérée (0,4-0,8mm.an-1) estau moins seize fois supérieure à celle sous la glace froide (0,025-0,05mm.an-1) ; (3) lessédiments sous-glaciaires contiennent une fraction silteuse et sableuse résultant des processusd'abrasion et de crushing qui est évacuée par les torrents sous-glaciaires. L'acquisition hauterésolutiontemporelle de données hydro-sédimentaires durant la saison de fonte entre le 5 Maiet le 17 Septembre 2010 a permis de définir le comportement saisonnier des fluxhydrologiques et sédimentaires. La majeure partie des flux détritiques est concentrée sur lasaison de fonte, et une quantification de la quantité de sédiments exportés par le torrent desBossons complétée par une mesure régulière de l'évolution de la topographie du systèmefluvio-glaciaire permet d'effectuer un bilan global de l'érosion des domaines glaciaires etproglaciaires. Au cours de l'année 2010, près de 3000 tonnes de sédiments ont été érodés dont430 tonnes se sont déposeés sur le plan des eaux. Grâce à une analyse de l'évolution desconcentrations de matières en suspension en entrée et en sortie de la plaine alluviale fluvioglaciairedu torrent des Bossons, les composantes glaciaires et non-glaciaires de l'érosion ontpu être découplées. L'érosion des moraines dénudées encadrant le plan des eaux au cours desévénements orageux est responsable au minimum de 59% du flux de sédiments transporté parle torrent des Bossons, l'érosion glaciaire (41% du flux) est donc relativement moins efficace.L'évolution à long terme des systèmes glaciaires en période de réchauffement climatiquemontrerait donc une érosion soutenue des environnements proglaciaires (versants et moraines)récemment libéré des glaces et de ce fait une intensification des flux détritiques. Le glacierdes Bossons protège le sommet du Mont-Blanc, l'érosion différentielle entre les zones sous laglace et non-glaciaires pourrait mener à un accroissement de la différence d'altitude entre lesvallées et les sommets.

La transition Archéen – Protérozoïque (~2,45 Ga) est marquée par des bouleversements environnementaux majeurs dans l’histoire de la Terre (oxygénation de l’atmosphère et glaciations globales). Les séquences sédimentaires qui enregistrent ces événements ont été très étudiées en Amérique du Nord (séquence Huronienne) et en Afrique du Sud (Transvaal). Une séquence analogue sur le craton de Pilbara en Australie Occidentale (groupe de Turee Creek, TCG) contient 3 niveaux de diamictites glaciaires. 3 forages continentaux (Turee Creek Drilling Project, TCDP) ont été réalisés pour étudier la séquence. La géochronologie U-Pb de monazite et zircon dans des échantillons de forage et de surface a daté la première glaciation à 2,45 Ga et la seconde à ~2,34 Ga. Des analyses Re-Os de pyrites de la seconde diamictite ont donné une isochrone à 2,31 Ga. Ces résultats ont permis de proposer un scenario de corrélation des glaciations paléoprotérozoïques enregistrées sur différents continents. Une ‘Snowball Earth’ aurait eu lieu à ~2,45 Ga sur au moins 5 cratons (Pilbara, Kaapvaal, Supérieur, Wyoming, Karélia). Une seconde glaciation aurait pu avoir lieu à ~2,31 Ga sur 4 cratons. L’ensemble des zircons détritiques du TCG ont une distribution d’âge avec des pics à 2,45, 2,54, 2,68, 2,82, 2,95 et 3,2 Ga. Un cristal de zircon Hadéen a été découvert et indique la présence d’une probable croûte différenciée dans le craton de Pilbara à 4,0 Ga. 70% des zircons ont des compositions isotopiques en Hf juvéniles, suggérant que le TCG a incorporé du matériel volcanique provenant de larges provinces ignées continentales à travers l’érosion des groupes sous jacents de Hamersley et Fortescue
The Archean – Proterozoic transition at 2.45 Ga is marked by major environmental changes in Earth’s history (atmosphere oxygenation and global glaciations). The origin and the relationships between these events are debated. Sedimentary sequences that record these events have been widely studied in North America (Huronian sequence) and South Africa (Transvaal). An analog sequence in the Pilbara craton in Western Australia (Turee Creek Group, TCG) contains 3 glacial horizons. 3 continental drill cores (Turee Creek Drilling Project, TCDP) were performed in order to investigate the sequence. U-Pb geochronology of monazite and zircon from drill core and surface samples allows to date the first paleoproterozoic glaciation at 2.45 Ga and a second glacial event at ~2.34 Ga. Re-Os analyses of pyrites from the second diamictite yielded an isochron at 2.31 Ga. These results enable to propose a correlation scenario of the paleoproterozoic glacial events recorded on different continents. A ‘Snowball Earth’ would have occured at 2.45 Ga at least on 5 cratons. A second glaciation could have occured at ~2.31 Ga on 4 cratons. Detrital zircons age spectrum highlights age peaks at 2.45, 2.54, 2.68, 2.82, 2.95 and 3.2 Ga. A crystal of Hadean zircon was discovered and indicate the existence of a probable differentiated crust within the Pilbara craton at 4.0 Ga. 70% of the analyzed zircons have juvenile Hf isotope composition, suggesting that the TCG incorporated volcanic material from continental large igneous provinces through the erosion of the underlying Hamersley and Fortescue groups

Ce travail de thèse est essentiellement consacré à l'investigation des populations de zircons et de l'âge des protolithes des formations varisques grâce à une datation U-Pb in situ systématique par le couplage Laser/MC-ICPMS, dans des formations orthodérivées, métasédimentaires et magmatiques tardi-orogéniques du Massif Central français et du domaine Sud armoricain. Cette étude a montré que les populations de zircons sont largement héritées, s'étalant de l'Archéen au Paléozoïque inférieur. L'ensemble des pics d'âges obtenus, ainsi que l'absence d'âge mésoprotérozoïque (1.7-1.1 Ga) accréditent l'affinité gondwanienne de ces formations. Des âges maximum de dépôt sont proposés pour les métasédiments des principales unités définies dans le Massif Central. Ces âges maximum de dépôt sont décroissants suivant l'empilement lithotectonique reconnu. En marge de ce travail, nous avons pu déterminer que les âges de mise en place des granitoïdes du Sillon Houiller (Massif Central) et du golfe du Morbihan se situent aux alentours de 300 Ma. Des âges plus anciens, principalement obtenus sur monazite lors d'études antérieures, ont été réinterprétés comme des âges hérités. L'abondance de zircons hérités d'âge ordovicien et néoprotérozoïque met en évidence la large contribution des métagranites et métasédiments fertiles de ces périodes dans la source des granites tardi-orogéniques varisques. Le granite de Sarzeau expose de plus les traces d'un protolithe silurien. Le recyclage de la croûte continentale est caractérisé par une évolution polycyclique au cours de l'orogénèse varisque, avec tout d'abord l'érosion de formations du craton africain, majoritairement d'âge néoprotérozoïque, puis la superposition des événements magmatiques cambro-ordoviciens et syn-orogéniques varisques.

Le bassin sédimentaire de McArthur (Northern Territory et Queensland, Australie) est associé à de nombreuses minéralisations diagénétiques/hydrothermales en uranium, cuivre, plomb et zinc dont certains gisements de classe mondiale (ex : Ranger et HYC). Certains gisements correspondent à des types de minéralisation bien définis (ex : uranium de type discordance, plomb-zinc de type Sediment-Hosted Massive Sulphide « SHMS »), d’autres ne sont pas reliés à un type précis. Un épisode minéralisateur majeur vers 1650-1600 Ma est reconnu dans les gisements d’uranium au nord (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) et au sud (Westmoreland) du bassin et en plomb-zinc dans le centre (Batten Fault Zone) et a participé au stock métallifère exceptionnel du bassin. De plus, s’il n’est pas établi que les fluides responsables des minéralisations en uranium et plomb-zinc sont de même origine, leurs caractéristiques en termes de température et salinité sont similaires. Cette thèse propose de s’intéresser aux principaux facteurs contrôlant la distribution des ressources métalliques à grande échelle dans ce bassin sédimentaire intracratonique, en étudiant les minéralisations avec une approche essentiellement géochronologique et géochimique et en caractérisant les fluides associés afin de définir leur âge, leur température et certaines de leurs conditions de mise en place. En plus de l’épisode majeur vers 1650-1600 Ma, l’histoire métallogénique du bassin montre de nombreuses autres évidences de cristallisation ou de remobilisation du stock de métaux. Certains épisodes de circulation des fluides sont à relier à des grands évènements géodynamiques, comme des inversions du bassin ou des orogenèses situées à des centaines de kilomètres de la zone d’étude. Il semble que les migrations à grande échelle des fluides minéralisateurs (horizontale dans les grands aquifères gréseux, et verticale dans les zones de failles majeures) ont permis la mobilisation des métaux dans différents réservoirs du bassin et du socle et leur précipitation sélective dans des zones favorables
The sedimentary McArthur Basin (Northern Territory and Queensland, Australia) is associated with numerous diagenetic/hydrothermal uranium, copper, lead and zinc concentrations, including some world-class deposits (e.g., Ranger and HYC). Some deposits correspond to styles of mineralisation well defined such as unconformity-type for uranium and Sediment-Hosted Massive Sulphide (SHMS) for lead-zinc, but others are not linked to a specific type. A major mineralising event at around 1650-1600 Ma is recorded in the uranium deposits in the North (Alligator Rivers Uranium Field – ARUF) and South (Westmoreland) parts of the basin and in lead-zinc deposits in the centre (Batten Fault Zone), and accounted for the exceptional metalliferous stock of the basin. In addition, even if it has not been established that the fluids responsible for uranium and lead-zinc mineralisation share a common origin, their characteristics in terms of temperature and salinity are similar. This PhD focused on the major factors controlling metals resources distribution at a large scale in this intracratonic sedimentary basin by studying the mineralisation with a geochronological and geochemical approach, and by characterising the associated fluids in order to define its age, temperature and emplacement conditions. In addition to the major event at 1650-1600 Ma, the metallogenic history of the basin shows numerous other evidences for crystallisation or remobilisation of the metalliferous stock. Some of the fluid circulation stages are linked with geodynamic events such as basin inversions or orogeneses located a few hundreds of kilometres from the studied area. It seems that the large scale migrations of mineralising fluids (i.e., overall horizontal in the large sandstone aquifers, and vertical in the major faults zones) allowed the metal mobilisation in different reservoirs from the basin and the basement, and their selective precipitation within favourable zones

La question du rôle structural et de la signification géodynamique des grandes discontinuités dans les
phénomènes tardi-orogéniques se pose dans la chaîne Varisque. Dans le Massif central français, le Sillon Houiller (SH)
est une faille lithosphérique dont la cinématique et le fonctionnement anté-Stéphanien restent inconnus. Afin de mieux
appréhender le rôle du SH au cours de l' évolution post-orogénique du Massif central, une étude pluridisciplinaire a été
réalisée sur des massifs granitiques qui longeaient l' accident : analyses pétro-structurales, géochrono-logiques,
anisotropie de la susceptibilité magnétique (ASM), gravimétrie ainsi que le retraitement de données aéro-magnétiques
disponibles. Ces nouvelles données géophysiques, de terrain et de l'ASM, ont été intégrées dans des modélisations
géophysiques et géologiques, 2D et 3D, directes et inverses qui ont mis en valeur la géométrie et la mise en place de ces
plutons syn-tectoniques namuriens. Il apparaît qu' au Namurien, le SH peut être lié à la mise en place de magmas,
comme le pluton de Montmarault, ou pas, comme ceux de Glénat, Omps et Boisset. Néanmoins, au Namurien,
l' ensemble des plutons granitiques enregistre une linéation d' étirement NW-SE, perpendiculaire à l' orientation générale
du SH. Au vu des analyses structurales et cinématiques, au Namurien, le SH s' il existe, ne peut alors que se comporter
que comme une zone de dilatation NW-SE.

Les orogènes collisionnels sont classiquement décrits comme le résultat de l'accrétion continentale de marges proximales. Cette accrétion conduit à la surrection des reliefs et à l'export important de produits d'érosion dans les bassins d'avant-pays qui les jalonnent. Dans ce schéma géodynamique sont alors uniquement considérés les domaines pré-orogéniques les moins déformés. Pourtant, un nombre croissant d'évidences géologiques de terrain indiquent la conservation voire la réutilisation de structures héritées de la phase extensive précédant la convergence et la collision au coeur des orogènes. À partir de l'étude géo-thermochronométrique de la bordure orientale du domaine hyper-étiré nord-pyrénéen (massif de l'Agly, Zone Nord Pyrénéenne) et de son avant-pays précoce (synclinal de Rennes-les-Bains, Bassin Aquitain), cette thèse a pour objectifs de décrire l'évolution d'une marge distale au cours des premiers stades de convergence, de quantifier les processus source-réceptacle associés et d'apporter des contraintes temporelles et paléogéographiques quant à la création des tout premiers reliefs pyrénéens issus de son inversion. Grâce à l'utilisation du multi-thermochronomètre (U-Th)/He sur zircon et apatite, deux épisodes de refroidissement sont mis en évidence dans le prisme nord-pyrénéen (Campano-Maastrichtien et Eocène), chacun d'eux synchrone d'une phase de subsidence dans le bassin d'avant-pays. J'ai ainsi pu proposer un modèle équilibré d'évolution d'une marge distale hyper-amincie par inversion de structures héritées, chevauchements de socle et sous-placage continental se matérialisant par une signature thermochronologique claire de refroidissement sans érosion au début de la convergence. L'absence d'enregistrement de refroidissement au Paléocène par l'arrêt prématuré de l'inversion précoce dans le prisme nord-pyrénéen indique l'absence significative d'érosion et la position bordière de ce prisme par rapport à un édifice déjà construit plus à l'est à cette époque. Pour caractériser cet édifice aujourd'hui disparu du fait de l'ouverture du Golfe du Lion, j'ai utilisé une approche détritique de double datation in situ (U-Th)/He - U/Pb sur zircon et mis en évidence une histoire de dénudation rapide pendant le Campano-Maastrichtien, caractéristique de la création d'une topographie précoce. Ce travail montre pour la première fois clairement la migration progressive de la déformation d'est en ouest par l'inversion de structures héritées au début de la convergence pyrénéenne, ce qui suggère l'existence d'un domaine ouvert à l'est à la fin de l'épisode extensif précédant la convergence. Cette étude met en avant le rôle de l'architecture des systèmes hyper-amincis dans la formation des orogènes collisionnels et confirme les liens étroits existant entre un orogène et ses bassins d'avant-pays
Collisional orogens are classically described as the result of continental accretion of proximal margins. This accretion leads to the creation of relief and to the important export of erosion products in the directly adjacent foreland basins. In this geodynamic scheme, only the least deformed pre-orogenic domains are considered. However, a growing number of geological field evidences indicate the preservation or even the reuse of structures inherited from the rifting phase preceding convergence and collision within orogens. By conducting a geo-thermochronometric study of the easternmost, inverted hyperextended Aptian-Cenomanian rift system (Agly massif, North Pyrenean Zone) and the adjacent early retroforeland (Rennes-les-Bains syncline, Aquitaine Basin), this thesis aims to describe the evolution of a distal rifted margin during the first stages of convergence, to quantify the associated source-to-sink processes and to provide temporal and paleogeographic constraints regarding the creation of the very first Pyrenean reliefs resulting from inversion of the margin. Using the zircon and apatite (U-Th)/He multi-thermochronometers, I show that the Pyrenean retro-wedge records two clear phases of orogenic cooling, Late Campanian-Maastrichtian and Ypresian-Bartonian, which I relate to early inversion of the distal rifted margin and main collision, respectively. I have thus been able to propose a crustal-scale sequentially restored model for the tectonic and thermal transition from extension to peak orogenesis in the eastern Pyrenees, which suggests that both thrusting and underplating processes contributed to early inversion of the Aptian-Cenomanian rift system. The absence of Paleocene cooling record indicates little to no erosion of the Pyrenean retro-wedge, suggesting the existence of a more easterly source area supplying early retroforeland sediments at this time. To characterize this eastern edifice, which has since been destroyed by the Oligocene-Miocene opening of the Gulf of Lion, I used in situ (U-Th)/He - U/Pb double dating on detrital zircons and show rapid denudation rates during early convergence, characteristic of early topographic growth. This work shows for the first time clearly the progressive migration of deformation from east to west by inversion of inherited structures at the beginning of Pyrenean convergence. This suggests the existence of an open domain in the east at the end of the rifting phase preceding convergence. This study highlights the role of the architecture of hyper-thinned systems in the formation of collisional orogens and confirms the close links between an orogen and its foreland basins

As part of the wider European GTS Next project, I propose new constraints on the ages of the Late Cretaceous, derived from a multitude of geochronological techniques, and successful stratigraphic interpretations from Canada and Japan. In the Western Canada Sedimentary Basin, we propose a new constraint on the age of the K/Pg boundary in the Red Deer River section (Alberta, Canada). We were able to cyclostratigraphically tune sediments in a non-marine, fluvial environment utilising high-resolution proxy records suggesting a 11-12 precession related cyclicity. Assuming the 40Ar/39Ar method is inter-calibrated with the cyclostratigraphy, the apparent age for C29r suggests that the K/Pg boundary falls between eccentricity maxima and minima, yielding an age of the C29r between 65.89 ± 0.08 and 66.30 ± 0.08 Ma. Assuming that the bundle containing the coal horizon represents a precession cycle, the K/Pg boundary is within the analytical uncertainty of the youngest zircon population achieving a revised age for the K/Pg boundary as 65.75 ± 0.06 Ma. The Campanian - Maastrichtian boundary is preserved in the sedimentary succession of the Horseshoe Canyon Formation and has been placed ~8 m below Coal nr. 10. Cyclostratigraphic studies show that the formation of these depositional sequences (alternations) of all scales are influenced directly by sea-level changes due to precession but more dominated by eccentricity cycles proved in the cyclostratigraphic framework and is mainly controlled by sand horizons, which have been related by autocyclicity in a dynamic sedimentary setting. Our work shows that the Campanian - Maastrichtian boundary in the Western Canada Sedimentary Basin coincides with ~2.5 eccentricity cycles above the youngest zircon age population at the bottom of the section and ~4.9 Myr before the Cretaceous - Palaeogene boundary (K/Pg), and thus corresponds to an absolute age of 70.65 ± 0.09 Ma producing an ~1.4 Myr younger age than recent published ages. Finally, using advances with terrestrial carbon isotope and planktonic foraminifera records within central Hokkaido, Northwest Pacific, sections from the Cretaceous Yezo group were correlated to that of European and North American counterparts. Datable ash layers throughout the Kotanbetsu and Shumarinai section were analysed using both 40Ar/39Ar and U-Pb methods. We successfully dated two ash tuff layers falling either side of the Turonian - Coniacian boundary, yielding an age range for the boundary between 89.31 ± 0.11 Ma and 89.57 ± 0.11 Ma or a boundary age of 89.44 ± 0.24 Ma. Combining these U-Pb ages with recent published ages we are able to reduce the age limit once more and propose an age for the Turonian - Coniacian boundary as 89.62 ± 0.04 Ma.

La tsavorite, grossulaire vert à V-Cr-Mn, est contenue dans des gneiss et roches calco-silicatées graphiteux, souvent associés à des marbres dolomitiques, et appartenant à la ceinture métamorphique néoprotérozoïque mozambicaine. La tsavorite se trouve soit dans des nodules ou des veines de quartz (gisements primaires), soit dans des placers (gisements secondaires). L'étude minéralogique des tsavorites propose un nouveau protocole de certification de leur origine géographique, à partir du rapport V/Cr, de la teneur en Mn et du [delta]18 O. L'étude des gisements de Lemshuku et Namalulu en Tanzanie montre que le métamorphisme des protolithes sédimentaires riches en matière organique et évaporites s'est effectué à P = 7,0 ± 0,4 kbar et T = 677 ± 14°C, à 634 ± 22 Ma (datation U-Th-Pb sur monazite). Le bâti métamorphique s'est refroidi vers 500 Ma (datation 40Ar-39Ar sur muscovite). Deux stades de métasomatose sont reliés à la formation de la tsavorite : (i) une métasomatose de diffusion formant les nodules à P = 5,0-7,4 kbar et T = 580-691°C; (ii) une métasomatose calcique d'infiltration contemporaine de la formation des veines de quartz à P = 3,6-4,9 kbar et T = 505-587°C. Ces dernières sont datées in situ par la méthode Sm-Nd à 606 ± 36 Ma. Les évaporites continentales, déposées dans une sabkha de côte marine avec des sédiments silico-calcaires, sont transformées en tsavorite dans le cas des nodules, alors que les sels fondus sont associés à la formation des veines de quartz. Les minéralisations sont contrôlées par la lithostratigraphie et la tectonique
Tsavorite, a (V, Cr, Mn)-bearing green grossular, is hosted by graphitic gneisses or calc-silicates, often asssociated with dolomitic marbles, and belonging to the Metamorphic Neoproterozoic Mozambique Belt. Tsavorite is found either as nodules or in quartz veins (primary deposits), or in placers (secondary deposits). The mineralogical study of tsavorites suggests a new protocol to certificate their geographical origin, based on the V/Cr ratio, Mn content and delta18O. The study of the Lemshuku and Namalulu deposits in Tanzania has shown that the metamorphism of organic matter-rich and evaporites-rich sedimentary protoliths occurred at P = 7.0 ± 0.4 kbar and T = 677 ± 14°C, at 634 ± 22 Ma (U-Th-Pb dating on monazite). The metamorphic series cooled down at around 500 Ma (40Ar-39Ar dating on muscovite). Two metasomatic stages are linked to the formation of tsavorite : (i) diffusion metasomatism forming nodules at P = 5.0-7.4 kbar and T = 580-691°C; (ii) calcitic infiltration metasomatism forming quartz veins at P = 3.6-4.9 kbar and T = 505-587°C. These last have been dated in situ with Sm-Nd dating at 606 ± 36 Ma. Continental evaporites, deposited in a coastal marine sabkha with (Si, Ca)-bearing sediments, transformed into tsavorite in the case of the nodules, while the molten salts are associated with the formation of the quartz veins. The mineralisations are controlled by lithostratigraphy and structure

Ces domes metamorphiques de la province bassin and range sont significatifs de la deformation de la croute ductile pendant l'extension tertiaire et de nombreux modeles d'extension intracontinentale furent proposes. Il est demontre la presence d'un epaississement important ante-extension lie a l'orogenese sevier laramienne, il apparait donc que les modalites d'extension risquent d'etre controlees par l'evenement compressif. Cette etude structurale a permis de differencier 3 deformations ductiles, et des datations u-pb sur zircon ont permis de reconstituer la chronologie des evenements. Une compilation des donnees geochronologiques retrace l'evolution temperature-temps

Etude des premiers depots paleozoiques reposant en discordance sur le substratum brioverien en centre armorique. Il s'agit des series rouges initiales (formation du cap de la chevre et formation de pont-rean) organises en prismes sedimentaires et se developpant en domaine continental ou a l'interface avec le domaine marin. L'evolution de la sedimentation se fait dans un cadre tectonique distensif, les niveaux volcanoclastiques interstratifies temoignant de l'instabilite de l'aire de depot. Les donnees petrographiques et geochimiques montrent que le materiel detritique provient du remaniement du brioverien sous-jacent. La couleur rouge est liee a la presente d'hematite authigene et a un phenomene diagenetique precoce. On precise l'age des series par une datation u-pb

Au nepal central, dans les regions de katmandou et du gosainkund, une etude geologique multidisciplinaire a ete menee afin de caracteriser et de distinguer les nappes cristallines de katmandou (bas-himalaya) et du gosainkund (haut-himalaya), du moyen pays. Deux deformations principales ont ete reconnues : l'une syn-metamorphique, enregistree par des microstructures (lineation d'etirement, structures c-s, etc. ), l'autre post-metamorphique, enregistree par un axe anticlinal, oriente globalement w-e et par des plis orientes nne-ssw. Les conditions p-t syn-metamorphique different entre katmandou (900-720 mpa et 700-480\c) et gosainkund (890-580 mpa et 750-590\c). Entre le moyen pays (750 mpa et 560\c) et la nappe du gosainkund, les resultats p-t montrent une preservation du metamorphisme inverse. Les nombreuses similitudes petrographiques et geochimiques existant entre les gneiss illes et les granites cambro-ordoviciens des nappes de katmandou et du gosainkund montrent que ces formations sont equivalentes. Tel ne saurait etre le cas des gneiss illes du moyen pays du fait de leur age proterozoique. La chronologie du metamorphisme, determinee par la methode 4 0ar/ 3 9ar sur muscovite, montre un rajeunissement du sud vers le nord pour les trois unites (de 22 a 13 ma dans la nappe de katmandou, de 16 a 5 ma dans celle du gosainkund, et de 12 a 6 ma dans le moyen pays). Cette distribution n/s des ages n'etant pas correlable avec les assemblages metamorphiques, ni avec la deformation syn-metamorphique, elle correspondrait donc a une structuration post-metamorphique recente. En outre, les ages suggerent une exhumation plus precoce pour la nappe de katmandou que pour celle du gosainkund. Finalement, la nappe de katmandou et la nappe du gosainkund different tant par leur composition que par leur histoire geologique. Leurs caracteristiques s'accorderaient bien avec une origine de plus en plus distale au front de la marge septentrionale du continent indien.

Le domaine valaisan dessine une suture qui marque la limite entre les zones internes et externes des Alpes occidentales. Cette suture est constituée de roches magmatiques d'affinité tholéïtique (le complexe du Versoyen) dont l'interprétation géodynamique était controversée. En effet, suivant les auteurs, cette suture pourrait représenter: 1) une klippe d'origine piémontaise (suture d'hyper-collision), 2) une écaille ophiolitique située au front d'un prisme d'accrétion (suture océanique), 3) un complexe magmatique lié à un amincissement crustal (inversion structurale). Le but de ce travail était de trouver des arguments qui permettaient de résoudre cette controverse. Ainsi les résultats acquis au cours de cette thèse montrent que: ― Le magmatisme tholéïtique du Versoyen, dans les régions du col du Petit Saint Bernard (frontière franco-italienne) et de Visp (Suisse), présente des caractères géochimiques et isotopiques identiques qui sont intermédiaires entre ceux des N-MORB et des T-MORB. Ces tholéïtes dériveraient de la fusion partielle d'un manteau appauvri (de type N-MORB), avec probablement la participation d'une source enrichie (de type OIB). ― Dans la région du col du Petit Saint Bernard, certaines tholéïtes sont recoupées par des filons leucocrates qui correspondent à des liquides différenciés, cogénétiques du magmatisme. Les datations U/Pb sur les zircons contenus dans l'un de ces filons indiquent un âge Carbonifère supérieur pour le magmatisme du Versoyen. ― Le complexe du Versoyen est affecté par un métamorphisme polyphasé de type éclogitique, schiste bleu et schiste vert. La paragénèse éclogitique correspond à des conditions de Haute-Pression et Basse-Température qui traduisent un enfouissement à grande profondeur, lié à une subduction. Les datations Ar/Ar réalisées sur les phengites donnent des âges de refroidissement proches de 33 Ma et permettent d'affiner le chemin P-T-t de ce complexe au cours de l'exhumation des éclogites. ― Le complexe du Versoyen est affecté par une déformation syn-schiste vert qui correspond à un jeu normal vers le SE. Cette déformation apparait dès l'Èocène supérieur ― Oligocène et explique en partie l'exhumation des éclogites. Ce jeu normal est contemporain de chevauchements dans la zone externe et pourrait accomoder un réamincissement crustal au cours de la collision alpine. Ces données permettent une réinterprétation de la signification géodynamique du complexe du Versoyen dont l'individualisation est liée au cycle hercynien alors que son évolution tectonométamorphique est contrôlée par l'orogénèse alpine

Deux domaines tectono-métamorphiques sont distingués dans le Sud Ouest du Congo : la chaîne précambrienne du Mayombe qui s'étend le long du littoral atlantique depuis le Gabon jusqu'au Nord de l'Angola ; le socle polycyclique de Guéna. Les séries constituant la chaîne du Mayombe sont affectées par deux phases tectoniques qui correspondent aux déformations pan-africaines caractérisées par une schistosité I de direction N130 et pendage SW, une schistosité II, subverticale, sensiblement de même direction qui replisse la première. Elles ont été affectées par un métamorphisme de moyenne pression dont l'intensité diminue progressivement d'Ouest en Est depuis le faciès amphibolite jusqu'à l'anchizone. L'ensemble des formations de la chaîne du Mayombe résulterait de l'ouverture, puis de la fermeture d'un bassin océanique s'achevant par la colision entre un socle occidental, éburnéen (socle de Guéna) et deux socles archéens orientaux (le Chaillu au Nord et le Kasaï au Sud)

Les nouvelles données structurales, géochimiques et géochronologiques indiquent un important volume de matériel d'âge protérozoïque supérieur dans le "complexe de base" et dans la "série de Poli". L'évolution tectonique et métamorphique est comparable pour les deux ensembles. Les caractéristiques géochimiques et isotopiques de l'essentiel des formations plutoniques et volcaniques de l'essentiel des formations plutoniques et volcaniques montrent qu'il s'agit de matériel juvénile nouvellement mis en place en bordure d'une croûte plus ancienne. Une chronologie des évènements panafricains est établie. Les nouveaux résultats permettent d'interprêter l'orogénèse panafricaine du Nord Cameroun en terme de tectonique des plaques