Évolution tectono-métamorphique de la Province de Grenville Centrale : Géochronologie et thermobarométrie de roches métasédimentaires de haut grade au NE du Réservoir Manicouagan

L’Orogenèse grenvilienne Méso-Néoprotérozoique, offre une excellente opportunité d’étudier les systèmes tectoniques complexes et les processus de déformation et d’exhumation qui régissent l’évolution des collisions continent-continent majeures. Cette orogenèse, préservée dans la Province de Grenville au Québec et en Ontario est d’autant plus importante pour la compréhension des processus tectoniques étant donné qu’elle représente une des plus grandes chaines orogéniques de l’histoire de la terre. L’orogène de Grenville, considéré comme un orogène long et chaud est caractérisé par deux phases orogéniques majeures. Une première phase, la phase Ottawan (1090-1020 Ma) aurait affecté la Ceinture allochtone, composée de roches péricratoniques et exotiques accrétés à Laurentia. La phase Ottawan est caractérisée par le flux de croute chaude et ductile sous un plateau orogénique, du métamorphisme de haut grade, du magmatisme syntectonique et un raccourcissement à grande échelle de la croute continentale. La deuxième phase, soit la phase Rigolet (1005-980 Ma) est marquée par de la déformation et du métamorphisme dans la Ceinture parautochtone, composée du socle Laurentien et sa couverture métasédimentaire remaniée par des épisodes de fluage chenalisé ou des chevauchements vers l’avant-pays. Afin de comprendre l’évolution tectono-métamorphique et les processus d’exhumation de l’orogène, des études pétrographiques (Chapitre 3), géochronologiques (Chapitre 4) et thermobarométriques (Chapitre 5) basées sur des données de terrain ont été effectuées dans la Province de Grenville centrale, secteur critique de l’orogène. Les résultats présentés dans ce mémoire et dans les études antérieures permettent de proposer un nouveau modèle pour l’évolution combinée de segments de la Ceinture allochtone (Zone Imbriquée de Manicouagan; ZIM) et parautochtone (Terrane de Gagnon, TG). Les résultats pour le TG indiquent du métamorphisme de haut grade impliquant probablement de la fusion partielle, à des conditions pression-température (P-T) d’environ 700 °C et 12.5 kbar à ca. 1004-983 Ma. La zone de charriage de l’Allochtone dans le secteur d’étude aurait subi du métamorphisme en l’absence de fusion partielle, à des conditions P-T maximales de 740 ± 60 °C et 12.5 ± 1.5 kbar à ca. 1020 Ma, suivi d’un épisode de recristallisation de titanite lors d’une déformation tardive à 982 Ma, à des conditions de 660 ± 30 °C et 11.5 ± 1 kbar. Ces données, combinées aux données régionales pour la ZIM et le TG, indiquent une exhumation synchrone de la ZIM et du TG par extrusion ductile (ZIM) et fluage chenalisé (TG). La ZIM se serait mise en place dans un TG profondément enfoui et partiellement fondu. Les roches du TG partiellement fondues auraient été moins compétentes et se seraient déformées plus facilement afin de faire de la place à la ZIM, ce qui aurait généré les plis transverses du TG dans le secteur d’étude. De plus, cette étude documente un âge pré-grenvillien vers ca. 1.8-1.9 Ga pour le TG dans le secteur d’étude, indiquant une origine détritique de certains zircons provenant de la Fosse du Labrador. Cette étude présente également des données pour un échantillon récolté au point triple formé par la ZIM, le TG et le terrane Hart-Jaune (THJ), terrane considéré comme la couverture orogénique ayant échappé au métamorphisme grenvillien. Les résultats impliquent du métamorphisme de haut grade et un âge Pinwarien à ca. 1597 Ma. L’orogène Pinwarien pré-grenvillien, qui aurait été précoce dans la région, serait un bon candidat pour expliquer les résultats. Toutefois, la présence de fusion partielle et les conditions P-T de haut grade documentées, avec un paroxysme à environ 860 °C et 13 kbar, semblent trop élevés pour un évènement qui n’aurait pas été répandu. Le métamorphisme de haut grade, semblable à celui enregistré dans la ZIM, indique que l’échantillon pourrait faire partie de la ZIM et que les zircons n’auraient pas réagi lors du métamorphisme enregistré, ou encore, que les zircons de cet échantillon sont détritiques.