Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Plusieurs magmas dans la croûte continentale sont considérés comme le produit de fusion partielle dans la croûte inférieure à moyenne et le transfert de ce magma vers la croûte supérieure. Cependant, l'évolution exacte de ces magmas granitiques est très peu connue. En général, les processus impliqués sont la redistribution et la contamination de la fraction de fondu par la roche encaissante qu'elle traverse. Le magma commence à cristalliser une fois à l'extérieur de la zone anatectique. La nature de la transition protolithe-migmatite-granite et le processus qui génère un magma granitique durant la fusion partielle, ainsi que le processus qui contrôle la composition du magma à l'extérieur de la région source sont d'un intérêt particulier car ils expliquent les variations morphologiques, minéralogiques et géochimiques des produits de fusion à partir de roches métasédimentaires de type greywacke.

La sous-province d'Ashuanipi et les sous-provinces métasédimentaires avoisinantes de la Province du Supérieur contiennent une croûte Archéenne composée de roches anatectiques de la croûte moyenne et de plutons granitiques à des niveaux superficiels. En d'autres mots, la Province du Supérieur représente une section continue de la croûte allant d'une source profonde partiellement fondue à des niveaux supérieurs d'écoulement magmatique. La sous province d'Ashuanipi est l'exemple d'une source potentielle pour les magmas granulitiques. La transition à partir du paléosome jusqu'au granite s'est faite dans un système ouvert en passant par des étapes intermédiaires de métatexite et de diatexite.

Les méthodes de terrain, de pétrographie et de géochimie ont été utilisées pour estimer la quantité de fondu granitique produite et extraite à partir d'un terrain au faciès granulitique, et pour déterminer à l'échelle de la lame mince et de l'affleurement le chemin emprunté par l'écoulement du fondu durant le processus de ségrégation. Plus de 85% des métasédiments dans la sous-province d'Ashuanipi ont la composition de métagreywacke, métamorphisé dans des conditions de la croûte moyenne (820-900 °C et 6-7 kbar). La diminution modale de la biotite et du quartz aux dépens de l'orthopyroxène et du plagioclase ainsi que la préservation de microstructures de fondu préexistant indiquent que la fusion partielle était selon la réaction de déshydratation de la biotite: biotite + quartz + plagioclase = fondu + orthopyroxène + oxides. En appliquant à cette réaction le rapport fondu/orthopyroxène dérivé à partir des études expérimentales, la composition modale d'orthopyroxène contenue dans les roches d'Ashuanipi indique que les métagreywackes ont subi en moyenne 31 % de fusion partielle.

Les métagreywackes sont enrichis en MgO, CaO et FeO et appauvris en SiO2, K2O, Rb, Cs and U, ont des anomalies positives en Eu et des rapports Rb/SR plus bas que le protolithe, par contre les rapports Rb/Cs et Th/U sont nettement plus élevés. Ces compositions sont modelées après l'extraction entre 20 et 40 wt % d'un fondu granitique à partir de métagreywackes archéen de bas-grade métamorphique.

La distribution du fondu résiduel à l'échelle du microscope et à l'échelle de l'affleurement indique un écoulement pénétrant du fondu sur les bordures des grains le long des couches métasédimentaires, suivi par un écoulement du fondu canalisé dans un réseau de conduits interconnectés. Les leucosomes ont gardé très peu (<5% biotite + orthopyroxène) de matériel résiduel. Ceci indique que la fraction de fondu a été bien séparée du résiduum demeuré lui in situ en tant qu'une granulite appauvrie en fondu. Par contre, la quantité de fondu qui a demeuré dans les granulites appauvris en fondu est entre 1 à 3 vol %, donc, l'extraction du fondu généré après une fusion par déshydratation de la biotite dans ces granulites, était complète sous des conditions de P, T et de déformation qui prédominaient durant la fusion partielle.

Chapitre IV et Chapitre V se concentrent sur la continuité morphologique, pétrologique et géochimique d'une diatexite vers une roche granitique dans la Sous-province d'Ashuanipi. Le fondu extrait après la fusion partielle était redistribué à l'intérieur de larges sites à basse pression, où il sera par la suite contaminé par les roches résiduelles qu'il traverse. La fraction solide et la fraction fondue dans le magma de diatexite se séparent progressivement durant l'écoulement magmatique afin de générer des diatexites enrichies en cristaux et des diatexites enrichies en fondu. La diatexite enrichie en plagioclase est une roche contaminée riche en cumulât et contient principalement des plagioclses résiduels et des plagioclases précoces ayant cristallisé à partir du fondu anatectique, alors que la diatexite enrichie en K-feldspath est considérée comme le liquide putatif extrait de la diatexite-enrichi en plagioclase. La diatexite enrichie en plagioclases et en K-feldspath a une composition proche du fondu anatectique contaminé. La plupart des magmas de la diatexite dans la Sous province d'Ashuanipi sont modifiés par les effets de la cristallisation fractionnée et très peu de magmas préservent la composition originelle.

Il existe une continuité morphologique, minéralogique et géochimique à partir des migmatites type métatexite jusqu'aux migmatites de type diatexite et aux granites anatectiques dans la Sous province d'Ashuanipi. Ceci indique que la fusion partielle et le remaniement de la croûte dans l?Ashuanipi étaient un processus intervenant dans un système ouvert à petite échelle (e.g. pluton) et probablement fermé à plus grande échelle (e.g. épaisseur de la croûte continentale).