L’interface croûte-manteau, aussi appelé Moho, est une zone clé de transfert de matière, de chaleur et mécanique pour la compréhension notamment de la croissance, de l’évolution et de la déformation de la croûte. Cependant, en domaine continental, la rareté des affleurements de cette zone de la lithosphère fait que sa compréhension reste encore limitée. Cette étude caractérise les microstructures et les processus pétrologiques en jeu en base de croûte et dans le manteau supérieur dans le domaine continental de l’Amérique du Sud centrale et méridionale. Pour ce faire, des xénolithes de granulites, de pyroxénites et de péridotites remontées par des laves de trois régions ont été sélectionnées: celles des basaltes Oligo-Miocène et Pléistocène du Massif Nord Patagonien (MNP; 41-43°S, Argentine), et celles des basaltes crétacés supérieurs de la région de Salta (26°S, Argentine), deux zones situés en domaine arrière-arc de la convergence Nazca/Amérique du Sud, ainsi que celles des andésites récentes du volcan Calbuco (41°S, Chili), situé au niveau de l’arc de cette convergence. Des analyses microstructurales par Electron Backscattered Diffraction ont été effectuées sur ces xénolithes, et couplées avec des analyses pétrologiques, géochimiques et géochronologiques. Les résultats de cette approche multidisciplinaire révèlent que la croûte inférieure du MNP est homogène, peu déformée et affectée par le magmatisme intense qui caratérise le massif depuis le Dévonien. En revanche, la croûte inférieure à Salta est d’origine métasédimentaire et présente un métamorphisme UHT et une déformation en lien avec l’événement thermique associé au rift intracontinental crétacé observé dans cette région. Le manteau lithosphérique de ces deux régions à l’héritage contrasté ont néanmoins subi des événements de déformation similaires, certainement en lien avec des phases extensives en domaine arrière-arc. Enfin, la croûte inférieure sous le volcan Calbuco présente des zones mylonitisées associées à des cumulats magmatiques, montrant le lien étroit dans cette zone entre magmatisme et déformation active. Cette étude révèle l’influence de l’héritage chimique et structural de la lithosphère et de la géodynamique sur la déformation au niveau de l’interface croûte inférieur-manteau subcontinental et des zones avoisinantes. |
The crust-mantle interface, also known as the Moho, is a key zone of material heat and mechanical transfer, particularly important to better understand the growth, evolution and deformation processes of the crust. However, in the continental domain, the scarcity of outcrops means that our understanding of this zone of the lithosphere remains limited. The present study characterises the microstructures and petrological processes occurring at the base of the crust and within the upper mantle from the continental domain of central and southern South America. Granulite, pyroxenite and peridotite xenoliths sampled by lavas from three regions were selected: those from the Oligo-Miocene and Pleistocene basalts from the Northern Patagonian Massif (MNP; 41-43°S, Argentina), and from the Upper Cretaceous basalts from the Salta region (26°S, Argentina), both located in the back-arc domain of the Nazca/South America convergence, as well as xenoliths from recent andesites from the Calbuco volcano (41°S, Chile), located in the arc of this convergence. Electron Backscattered Diffraction microstructural analyses were carried out on these xenoliths, coupled with petrological, geochemical and geochronological analyses. The results of this multidisciplinary approach reveal that the lower crust of the MNP is homogeneous, only slightly deformed and affected by the intense magmatism that characterises the massif since the Devonian. In contrast, the lower crust from Salta is of metasedimentary origin, showing UHT metamorphism and deformation related to the thermal event associated with the Cretaceous intracontinental rift observed in this region. The lithospheric mantle of these two regions of contrasting heritage has nevertheless undergone similar deformation events, certainly linked to extensive phases in the back-arc domain. Finally, the lower crust beneath the Calbuco volcano shows mylonitised zones associated with magmatic cumulates, demonstrating the close link in this area between magmatism and active deformation. This study reveals the influence of the petrological, chemical and structural heritage of the lithosphere and geodynamics on deformation at the lower crust-subcontinental mantle interface and in neighbouring areas. |