Analyse structurale de la Zone Imbriquée de Manicouagan (Province de Grenville centrale, Québec, Canada) : mise en évidence d'une tectonique régionale en constriction

Des portions transversales de discontinuités structurales majeures se retrouvent régulièrement dans les chaînes de montagnes. Bien que courants, l'origine de ces segments reste controversée et peut être multiple. Dans la Province de Grenville, un important segment transversal est situé dans la Zone Imbriquée de Manicouagan (MIZ). Important parce qu'il affecte l'Allochthon Boundary Thrust (ABT), un chevauchement majeur qui apparaît sur toute la longueur de la Province, mais qui n'a pas été particulièrement étudié, important également parce que la MIZ délimite des roches au faciès éclogite, un faciès haute pression et température qui n'est que rarement présent dans la Province de Grenville. Une analyse structurale montre que la déformation dans le Terrane de Gagnon de la Ceinture parautochtone, situé au mur de l'ABT, est caractérisée par une déformation relativement faible, une présence de plis et de leucosomes et une déformation supra-solidus. Inversement, dans le toit de l'ABT, la MIZ est dominée par une forte déformation sub-solidus et une absence de plis. L'ellipsoïde de déformation reconstruite dans cette étude dont la forme allongée (prolate) identifie une déformation en constriction dans la MIZ est incompatible avec l'option d'un pli pour expliquer la forme de l'ABT. Par ailleurs, cette hypothèse d'un pli est également invalidée puisqu'une rotation des structures planaires de la MIZ suivant un axe de pli plongeant vers le SE ne permet pas un regroupement des structures linéaires. L'option d'un pli est donc abandonnée au profit de l'hypothèse d'extrusion de nappe ductile telle que suggérée par d'autres études. Cette option est appuyée par toutes les observations décrites précédemment. La nappe ductile compétente a pu être extrudée grâce à l'interaction entre les contrastes de viscosité dans les rampes du socle agissant comme des pénétrateurs et les contrastes de densité entre les Ceintures allochtone et parautochtone. L'incrément final de la déformation dans la MIZ est daté entre 995 ± 6 et 991 ± 8 Ma (U-Pb sur zircon) à partir de deux échantillons de dykes granitiques déformés. La déformation au mur de l'ABT à l'est de la MIZ est datée à 984 ± 5 Ma à partir d'un leucosome plissé dans un paragneiss. La déformation est synchrone de part et d'autre de l'ABT ce qui permet de comprendre que l'extrusion de la MIZ a eu une influence sur les roches de la Ceinture Parautochtone. Les rampes ainsi que la présence de roches dans les niveaux structuraux supérieurs ont contrôlé l'orientation de la nappe en favorisant une direction pour son exhumation. L'espace limité a été accomodé par une déformation en constriction au sein de la nappe et par une compression dans les roches environnantes. L'interaction de ces phénomènes est la principale raison pour laquelle l'ABT, délimitant la nappe ductile proposée, est transverse à l'orogène.

Abstract

Transverse portions of major structural discontinuities are regularly found in orogens. Although common, the origin of these segments remains controversial and appears to be multiple. One major transverse segment of the Grenville Province is located in the Manicouagan Imbricate Zone (MIZ). It is important because it affects the Allochthon Boundary Thrust (ABT), a prominent structure which appears throughout the Province but is largely understudied, and it is important because the MIZ delimits eclogite facies rocks, a high-pressure and temperature facies that rarely occurs in the Grenville Province. A structural analysis shows that deformation in the adjacent Gagnon Terrane of the Parautochthonous Belt, at the footwall of the ABT, is characterized by low strain, the common presence of folds, leucosomes and supra-solidus deformation. Conversely, the MIZ in the hanging-wall of the ABT, is dominated by a strong, subsolidus deformation and an absence of folds. The strain ellipsoid reconstructed in this study has a prolate shape characterizing a constrictive deformation which is incompatible with a folding option to explain the MIZ transverse shape. In addition, a rotation of planar fabrics along a fold axis plunging towards the SE conflicts with this hypothesis since it does not regroup linear structures. The folding option is discarded in favor of the previously suggested ductile nappe extrusion. This option is supported by all previously described observations. The strong and competent ductile nappe was able to be extruded because of the interaction between viscosity contrasts in basement ramps acting like indentors and density contrasts between the Allochthonous and Parautochthonous Belts. The final increment of deformation in the MIZ is dated between 995±6 and 991±8 Ma (U-Pb on zircon grains) from two samples of deformed granitic dykes. Deformation in the footwall of the ABT east of the MIZ is 984 ± 5 Ma from a folded leucosome of a paragneiss. Deformation is synchronous on both sides of the ABT which makes it possible to understand that the extrusion of the MIZ had an influence on the rocks of the Parautochthonous Belt. The ramps and the presence of parautochthonous rocks in higher structural levels controlled the orientation of the nappe by favoring a direction for its exhumation. The nappe had limited space, which was accommodated by its constrictive internal deformation and compression of the surrounding rocks. The interaction of these phenomena is the main reason why the ABT, delineating the proposed ductile nappe, is transverse to the orogen.