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Évolution tectonique et géochronologie 40Ar/39Ar de la zone de Humber interne, Appalaches du sud du Québec: Tectonic evolution and 40Ar/39Ar geochronology of the internal Humber zone, southern Quebec Appalachians.

Castonguay, Sébastien (1999). Évolution tectonique et géochronologie 40Ar/39Ar de la zone de Humber interne, Appalaches du sud du Québec: Tectonic evolution and 40Ar/39Ar geochronology of the internal Humber zone, southern Quebec Appalachians. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de la terre, 232 p.

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Résumé

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L'évolution tectonique de la partie interne et métamorphique de la marge laurentienne (zone de Humber) des Appalaches du sud du Québec résulte de la superposition de plusieurs épisodes de déformation et de métamorphisme qui s'étendent de l'Ordovicien moyen jusqu'au Dévonien moyen. Les orogénies taconienne (Ordovicien moyen à tardif) et acadienne (Dévonien moyen à tardif) sont séparées par une activité tectonique silurienne qui était jusqu'à maintenant inconnue. Les structures ordoviciennes et siluriennes dominent au sein de la zone de Humber et représentent des événements tectono-métamorphiques importants dans sa partie interne. Les structures acadiennes sont présentes, mais moins pénétratives. La phase taconienne D1-2 est responsable de la mise en place de nappes de chevauchement vers l'avant-pays (nord-ouest) dans la zone de Humber externe et de failles syn-métamorphiques dans la zone interne. Le métamorphisme régional M1-2 est du faciès des schistes verts, mais atteint localement celui des amphibolites. Les données géochronologiques 40Ar/39Ar sur muscovites et amphiboles datent le pic métamorphique associé à cette phase à 462±3 Ma. La phase silurienne/dévonienne précoce D3 est caractérisée par des structures à vergence sud-est (arrière-pays) accompagnées par un rétrométamorphisme affectant la paragenèse métamorphique antérieure. Cette tectonique est séparée en structures rétrochevauchantes, longeant la faille Bennett, et en extension le long de la faille St- Joseph. Ces dernières délimitent respectivement les flancs nord-ouest et sud-est de l'anticlinorium des monts Notre-Dame. Des analyses 40Ar/39Ar sur muscovites, biotites et amphiboles précisent l'âge de cet événement entre 431 et 411 Ma. Les âges Silurien/Dévonien précoce proviennent du mur de la faille St-Joseph et semblent enregistrer la progression (du nord-ouest vers le sud-est) d'une phase de déformation développée de façon hétérogène au sein l'anticlinorium des monts Notre-Dame. Par opposition, les données ordoviciennes proviennent presque exclusivement de roches équivalentes à l'anticlinorium des monts Notre-Dame, mais situées dans le toit de la faille St-Joseph, ce qui suggère que celle-ci ait joué un rôle important dans l'histoire tectonique des Appalaches du sud du Québec. Deux modèles portant sur la tectonique siluro-dévonienne sont confrontés. Le premier implique une phase de rétro chevauchement et d'extension syn- à post-compressive en réponse à la création et la propagation d'un poinçon tectonique de socle grenvillien sous l'anticlinorium des monts Notre-Dame. Le deuxième modèle préconise plutôt l'effondrement orogénique post-taconien et l'exhumation tectonique de la zone de Humber interne. Ce dernier modèle évoque certaines caractéristiques, mais surtout la géométrie d'un metamorphic core complex. De plus, la présence et la caractérisation géochronologique de structure s en extension procurent un contexte tectonique cohérent avec la création et l'établissement des bassins successeurs siluro-dévoniens de la ceinture de Gaspé.

Abstract

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The tectonic evolution of the internal metamorphosed part of the Laurentian margin (Humber zone) in the southern Quebec Appalachians is the result of the superposition of several deformational and metamorphic events that span from the Middle Ordovician to the Middle Devonian. The Taconian (Middle to Late Ordovician) and Acadian (Middle to Late Devonian) orogenic events are separated by a period of Silurian tectonic activity, which was not previously documented. The Ordovician and Silurian structures dominate within the Humber zone and represents important tectonometamorphic events within the internal zone. Acadian structures are present, but less penetrative. The D1-2 Taconian phase is responsible for foreland-directed nappe emplacement in the external Humber zone and syn-metamorphic faults in the internaI zone. The M1-2 regional metamorphism is of greenschist facies, but locally reaches the amphibolite facies. Geochronological 40Ar/39Ar data on muscovites and amphiboles date the metamorphic peak: at 462±3 Ma. The D3 Silurian/early Devonian phase is characterized by hinterland-directed structures accompanied by retro grade metamorphism and recrystallization of the pre- existing metamorphic paragenesis. The associated tectonic features are separated into backthrusting structures along the Bennett fault and extensional structures along the St-Joseph fault. These latter faults respectively mark the northwestern and southeastern limbs of the Notre-Dame mountains anticlinorium. 40Ar/39Ar analyses on muscovites, biotites and amphiboles define the age of the D3 event between 431 and 411 Ma. Silurian/early Devonian data come from the footwall of the St-Joseph fault, and appear to record the southeastward progression of the deformation within the Notre-Dame mountains antic1inorium. In contrast, Middle Ordovician age data are exc1usively provided by rocks correlative to those of the Notre-Dame mountains antic1inorium, but within the St-Joseph fault footwall, which suggests that this fault has played an important role in the tectonic evolution of the southern Quebec Appalachians. Two models for the Silurian/Devonian tectonic evolution are being confronted. The first implicates a phase of backthrusting and syn- to post-compressive extension in response to the creation and propagation of a Grenvillian basement tectonic wedge located underneath the Notre-Dame mountains anticlinorium. The second model rather advocates for the post-Taconian orogenic collapse and tectonic exhumation of the internal Humber zone. The latter model is evocative of some the characteristics and the geometry of a metarnorphic core complex. In addition the presence and geochronological characterization of extensional structures provides a tectonic frarnework consistent with the creation and establishment of the Siluro-Devonian successor basins within the Gaspé Belt.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Tremblay, Alain; Féraud, Gilbert
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: géométrie; évolution; tectonique; âge; roches métamorphiques; structure géochronologique; zone de Humber; Appalaches
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 18 juin 2013 18:12
Dernière modification: 11 nov. 2015 21:08
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1428

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