Evolution métamorphique du domaine tectonique de Téthys Est et ses implications tectoniques

Une étude de synthèse publiée dans Sciences Chine Sciences de la Terre est dirigé par le professeur Yong-Fei Zheng de l’Université des sciences et technologies de Chine. Il se concentre sur l’évolution thermique et tectonique du métamorphisme régional au niveau des marges continentales convergentes, sur la base d’un aperçu systématique des informations métamorphiques sur la température (T), la pression (P) et le temps

Le CCOS comprend le domaine tectonique Proto-Téthys dans l’ouest de la Chine et le domaine tectonique Paléo-Téthys dans l’est de la Chine, qui ont été produits respectivement par la fermeture des océans Proto-Téthys et Paléo-Téthys.

Comme les roches métamorphiques le long du CCOS ont été produites à différentes étapes, depuis la subduction continentale jusqu’à l’extension post-collision, elles sont de solides enregistreurs d’informations thermobariques métamorphiques au niveau des marges continentales convergentes et revêtent une grande importance dans la reconstruction de leur évolution thermique et tectonique.

Les rapports T/P métamorphiques et les gradients géothermiques correspondants pour les roches métamorphiques de haute qualité des domaines tectoniques Proto-Téthys et Paléo-Téthys montrent une tendance à la hausse avec l’âge.

Il semble que ces roches métamorphiques à haute teneur aient connu trois types de métamorphisme régional en termes de rapports T/P métamorphiques : (1) un stade précoce de faciès de schiste bleu de type alpin à faible T/P à éclogite à P élevé à ultra élevé. -P métamorphisme ; (2) un stade intermédiaire de métamorphisme d’amphibolite à P moyen de type barrovien moyen à P élevé au faciès des granulites à haute teneur en P ; et (3) un stade tardif du métamorphisme de l’amphibolite à faible teneur en P de type Buchan à haut T/P en faciès de granulite MP.

Les âges des métamorphismes de type alpin, de type Barrovien et de type Buchan se sont produits entre 500 et 400 Ma au Paléozoïque pour le domaine tectonique du Proto-Téthys et entre 250 et 120 Ma au Mésozoïque pour le domaine tectonique du Paléo-Téthys.

Les marges continentales convergentes sont caractérisées par le changement des gradients géothermiques au cours de leur évolution tectonique depuis la compression dynamique jusqu’à l’extension, donnant naissance à des roches métamorphiques avec différents rapports T/P. Au stade de la subduction océanique, les faibles gradients géothermiques font que la subduction froide produit des roches métamorphiques de type alpin à faible T/P.

Au stade de subduction/collision continentale, la subduction profonde de la croûte continentale a eu lieu à de faibles gradients géothermiques, mais son épaississement collisionnel s’est produit à des gradients géothermiques modérés. Par conséquent, cette étape produirait à la fois des roches métamorphiques de type alpin à faible T/P et de type barrovien à T/P modéré.

Au cours de la phase post-collision, la lithosphère continentale épaissie a été amincie en raison de son instabilité gravitationnelle ou rhéologique, induisant une remontée d’eau asthénosphérique et conduisant la lithosphère amincie à des gradients géothermiques élevés pour un métamorphisme élevé de type Buchan T/P.

Sur la base des informations PT et des relations spatio-temporelles entre les roches métamorphiques dans les différents orogènes le long du CCOS, l’évolution tectonique des domaines tectoniques Proto-Téthys et Paléo-Téthys peut être reconstruite comme suit.

La collision/subduction continentale dans le système orogénique Proto-Téthys se produirait soit entre 500 et 490 Ma dans les orogènes Altyn, North Qinling et North Tongbai, soit entre 450 et 430 Ma dans les orogènes North Qaidam et East Kunlun, et un rifting continental se produirait soit à 460-450 Ma dans les orogènes Altyn, North Qinling et North Tongbai ou à 410-400 Ma dans les orogènes North Qaidam et East Kunlun.

D’un autre côté, la subduction/collision continentale dans le système orogénique Paléo-Téthys se produirait entre 250 et 220 Ma, et le rifting continental se produirait entre 140 et 120 Ma.

Bien que les échelles de temps de subduction profonde continentale ou de collision dure soient limitées à 10 à 30 Myr, les intervalles de temps entre le métamorphisme de type alpin à faible T/P et le métamorphisme de type Buchan à T/P élevé sont aussi courts qu’environ 40 à 60 Myr pour le domaine tectonique Proto-Téthys mais aussi long qu’environ 110 Myr pour le domaine tectonique Paléo-Téthys.

Ces similitudes et différences indiquent que les roches métamorphiques de haute qualité dans les deux domaines tectoniques différents de Téthys enregistrent la transition tectonique des marges continentales convergentes depuis la subduction froide jusqu’au rifting chaud en passant par la collision chaude ou l’exhumation. Ceci est associé à la transformation métamorphique de la première série de faciès de type alpin vers la série de faciès de type Barrovien tardif, puis à la superposition par la série de faciès de type Buchan.