Cette thèse est consacrée à la croissance et remobilisation crustales au Pan-Africain dans le Sud du massif du Ouaddaï au Tchad, situé à la marge Sud du Métacraton du Sahara et au Nord du Craton du Congo. La cartographie du secteur d’étude a permis de distinguer des roches métasédimentaires intercalées par des amphibolites et intrudées par des roches plutoniques de composition intermediaire à felsique. Les amphibolites correspondent à des basaltes tholeiitiques pré-tectoniques derivés de la fusion partielle d’un manteau appauvri. Les roches felsique, représentées par des leucogranites syntectoniques de type-S, donnant des âges U-Pb sur zircon de 635 ±3 Ma et 612 ± 8 Ma, sont issues de la fusion partielle des métasédiments. Les granitoïdes potassiques calco-alcalin de type-I, incluant une monzonite à pyroxène de nature shoshonitique, sont caractérisées par des signatures isotopiques radiogéniques et sont attribuées à la fusion partielle d’un manteau enrichi plus ou moins affecté par un mélange entre magmas mantelliques et crustaux. Les roches métasédimentaires sont caractériséespar une foliation composite S0 /S1-2 de direction NE-SW qui estassociée à des plis isoclinaux P1 et P2 d’échelle centimétrique à hectométrique et qui porte une linéation L1-2 plongeant faiblement vers le NW. Cette foliation est également affectée par des plis droits ouverts P3 associés à une schistosité de plan axial S3 fortement pentée vers le NNW ou le NW.La présence de grains de zircon détritiques et leurs signatures Hf comprenant une composante héritée Archéenne à Paléoprotérozoique indique que les roches métasédimentaires sont issues de l’érosion des cratons voisins et un dépôt au début du Néoprotérozoique. Ces roches sont affectées par une deformation et un métamorphisme de moyenne pression (≤0,4 GPa) et moyenne temperature (≤ 550°C) daté à 627 ± 7 Mapar Th-U-Pb sur monazite et à 602 ±3 Ma par U-Pb sur zircon. Ces données montrent que la croûte continentale exposée au Sud du massif du Ouaddaï en bordure méridionale du craton du Sahara enregistre une accrétion tectonique des séries sédimentaires issues de l’érosion des cratons lors du démantèlement du supercontinent Rodinia, associé à la mise en place de magmas mafiques juvénile,puis une remobilisation de ces roches lors de l’orogénèse Pan-Africaine accompagnée de la fusion partielle de la racine orogénique et d’un manteau enrichi potentiellement qui correspond soit au manteau sous-continental ou au manteau supra-subduction.
Mots clé :Massif du Ouaddaï, Métacraton du Sahara, Ceinture Orogenique Pan-Africaine d’Afrique Centrale, croissance crustale, remaniement, granite peralumineux, magmatisme shoshonitique.
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This thesis is devoted to crustal growth and Pan-African reworking in the south of the Ouaddaï massif in Chad, located at the southern margin of the Sahara Metacraton and north of the Congo Craton. Geologic mapping has allowed to identify metasedimentary units alternating with amphibolites and intruded by plutonic rocks with intermediate to felsic composition. Amphibolites correspond to pre-tectonic tholeiitic basalts derived from the partial melting of the depleted mantle. The felsic rocks, represented by S-type leucogranites yielding U-Pb zircon ages of635 ± 3 Ma and 612 ± 8 Ma, are derived from the partial melting of metasediments and characterized. High-K calc-alkaline I-type granitoids and including ashoshonitic pyroxene-monzonite are characterized by radiogenic isotopic signatures and are partial melting of an enriched mantle with a potential impact of mixing of mantle- and crustal-derived magmas.Metasedimentary rocks display a NE-SW trending S0/S1-2 foliation associated with centimeter to hectometer scales F1 and F2 isoclinal folds delineating hook type interferences pattern and bearing a L1-2 lineation weakly dipping towards the NW. The S0/S1-2 foliation is also affected by upright open F3 folds marked by the development of a faint axial planar S3 schistosity variably dipping to the NNW or NW.Zircon detrital grainswith Hf signatures pointing to an Archaean to Paleoproterozoic inheritence indicates that metasedimentary rocks are derived from erosion of the surounding cratons and were deposited in the early Neoproterozoic. These rocks were subsequently affected deformation and metamorphism of intermediate pressure (≤ 0,4 GPa) and intermediate temperature (≤ 550°C) dated at 627 ± 7 Maby Th-U-Pb on monazite age and at 602 ±3 Ma by U-Pb on zircon. These data show that the South Ouaddai massif, marking the southern margin of the Sahara craton, has recorded tectonic accretion of sedimentary seriesissued from erosion of the nearby cratons during break-up of the Rodinia supercontinent, associated with the formation of juvenile mafic magmas, followed by tectonic reworkingduring the Pan-African orogeny associated with partial melting of the root of the orogenic crustand of an enriched mantle that might either correspond to the subcontinental mantle or to the suprasubduction mantle.
Key words: Ouaddaï Massif, Sahara Metacraton, Central African Orogenic Belt of Central Africa, crustal growth, reworking, peraluminous granite, shoshonitic magmatism.
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