%0 Thesis %T The Northern edge of the Iberian plate during Albian-Cenomanian times. Architecture ofa ductile-type passive margin (Chaînons Béarnais, Western Pyrenees) %T La bordure nord de la plaque ibérique à l’Albo-Cénomanien Architecture d’une marge passive de type ductile (Chaînons Béarnais,Pyrénées Occidentales) %+ Géosciences Rennes (GR) %A Corre, Benjamin %I université rennes 1 %Y Pierre Labaume %Y Yves Lagabrielle (CNRS) %Z Abedeltif Lahfid (examinateur) %Z Othmar MÜNTENER (examinateur) %Z Marc Jolivet (examinateur) %Z Antonio Teixell (Rapporteur) %Z Sylvie Leroy (Rapporteur) %8 2017-12-01 %D 2017 %K ductile deformation %K Albien-Cenomanian rifting %K passive marbin %K mantle exhumation %K déformation ductile %K marge passive %K exhumation du manteau %K chaînons Béarnais %K Pyrénées-Atlantiques %K Marges continentales %K rift albo-cénomanien %Z Sciences of the Universe [physics]/Earth SciencesTheses %X Sub-continental lithospheric mantle rocks are exhumed at the foot of magma-poordistal passive margins as a response to extreme stretching of the continental crust. Remnants ofthe Northern Iberian paleo-passive margin are now exposed in the Northern Pyrenees in theChaînons Béarnais (North Pyrenean Zone: NPZ) and represent field analogues to study theprocesses of continental crust thinning and subcontinental mantle exhumation. The NPZresults from the inversion of basins opened between the Iberia and Europa plates during Albo-Cenomanian times. In the Chaînons Béarnais ranges the pre-rift Mesozoic sedimentary coveris associated with peridotite bodies in tectonic contact with small size Paleozoic basementlenses. Continental extension developed under hot thermal conditions, as demonstrated by thesyn-metamorphic Cretaceous ductile deformation affecting both the crustal basement and theallochtonous Mesozoic cover locally in direct contact with exhumed mantle rocks.In this study, we present structural and geochemical data providing new constraints tothe knowledge of extreme crustal thinning processes and to reconstruct the evolution of thenorthern Iberia paleo-margin. The pre-rift cover was detached from its Paleozoic bedrock atthe Keuper evaporites level and was welded to mantle rocks during their exhumation in thebottom of the basins. The crust/mantle detachment fault is a major shear zone characterized byanastomosed shear bands defining a plurimetric phacoidal fabric at the top of the serpentinizedmantle. Raman Spectroscopy on Carbonaceous Materials (RSCM), performed on the Mesozoiccover reveals that the entire sedimentary pile underwent temperatures ranging between 200°Cand 480°C. This sedimentary pile displays numerous evidence of infiltration by geologicalfluids. The fluid/rock interactions went on during the entire extensional events, since early deepphases characterized by ductile deformation, to late shallower stages characterized by brittledeformation. The detachment is marked by a layer of metasomatic rocks, locally up to 20 metersthick, made of talc-chlorite-pyrite-rich rocks that developed under greenschist facies conditions, including fluids derived from mantle rocks serpentinisation. Moreover, isotopesgeochemistry (O, C, Sr) and microthermometry/Raman spectrometry of fluid inclusions in anetwork of calcitic veins (with quartz locally) in the overlying sediments reveal moderatetemperatures (~220°C) brines circulation through the whole sedimentary cover during mantleexhumation. These brines likely derived from the dissolution of the local Triassic evaporites,rarely preserved in the Chaînons Béarnais.We developed a conceptual model based on geological evidence from the ChaînonsBéarnais. Implying ductile deformation of the middle crust. Counter-regional detachments(dipping toward the continent) are associated to the individualization of mid-crustal thintectonic lenses which remain welded on the mantle rocks and are exhumed at the floor of theAlbian-Cenomanian basins, leaving behind the upper and the lower crust. These crustal lenseswelded on mantle rocks then form a large zone of extremely thinned continental crust. Breakingpoints in this thin crustal sheet allow mantle rocks to come in direct contact with the pre-riftsediments (Saraillé, Turon de la Técouère). Breaking points in the pre-rift cover allow mantlerocks to be completely exhumed to the seafloor (Urdach-Les Pernes).We show that: (i), the pre-rift sediments have undergone drastic syn-metamorphicthinning with the genesis of a S0/S1 foliation and, (ii) the Paleozoic basement has been ductilelydeformed, forming thin tectonic lenses that remained welded to the exhumed mantle rocks.Therefore the overall crustal rheology appears controlled by the presence of a thick pre- andsyn-rift decoupled cover acting as an efficient thermal blanket. This new geological data sethighlights that the Northern Iberian margin is a ductile type passive margin characterized by anarrow necking zone and a large zone of extremely thinned continental crust where mantlerocks are locally denudated. These results represent a new contribution to the understanding ofmechanisms of extreme crustal thinning associated with mantle exhumation; furthermore,these allow to identify major structures involved in the structural inheritance during tectonicinversion. %X Le manteau lithosphérique subcontinental est exhumé au pied des marges passivesdistales non-volcaniques en réponse à l’amincissement extrême de la croûte continentale. Ceprocessus d’amincissement peut être étudié à pied sec sur les témoins de la paléo-marge passivenord Ibérique affleurant aujourd’hui au nord de la chaîne des Pyrénées dans les ChaînonsBéarnais (Zone Nord-Pyrénéenne : ZNP). La ZNP résulte de l’inversion de bassins ouverts entreles plaques Ibérique et Europe pendant l’Albo-Cénomanien. Dans les Chaînons Béarnais, lacouverture mésozoïque pré-rift est intimement associée aux roches du manteau subcontinentalet à de fines lentilles tectoniques de croûte continentale. L’hyper amincissement crustal s’estdéroulé dans des conditions thermiques relativement chaudes, comme le montrent lesdéformations ductiles syn-métamorphiques crétacées affectant la croûte continentale et lacouverture mésozoïque allochtone, localement en contact tectonique sur le manteau exhumé.Dans cette thèse, nous présentons des données structurales et géochimiques apportantde nouvelles contraintes pour la connaissance du processus d’amincissement extrême de lacroûte continentale et pour la reconstruction de l’évolution de la paléo-marge nord-Ibérique.La couverture pré-rift a été désolidarisée de son socle paléozoïque au niveau des évaporites duKeuper et mise en contact direct avec le manteau pendant son exhumation dans le fond desbassins. Le détachement croûte/manteau est une discontinuité majeure caractérisée par desbandes de cisaillements anastomosées définissant une fabrique lenticulaire (« phacoidalfabric ») d’épaisseur pluri-métrique au sommet du manteau serpentinisé. La croûte continentalese réduit à de minces écailles elles-mêmes anastomosées, séparée par des bandes de cisaillementdans le faciès schistes verts et évoluant vers des cataclasites plus froides. Les analyses parspectrométrie Raman sur la matière carbonée (RSCM) montrent que l’ensemble de lacouverture mésozoïque a été soumis à des températures maximales comprises entre 200°C et480°C. Elle est sujette à d’intenses circulations de fluides. Les interactions fluides/roches ont eulieu lors de tous les stades de l’extension, depuis les contextes profonds durant la déformationductile, jusqu’au domaine superficiel durant la déformation cassante. Le détachement manteau/Mésozoïque est marqué par une couche de roches métasomatiques, riches en talc,chlorite et pyrite, mises en place dans les conditions du faciès schistes verts, impliquant en partiedes fluides issus de la serpentinisation du manteau. De plus, la géochimie isotopique (O, C, Sr)et les inclusions fluides présentes dans des veines de carbonates des sédiments mésozoïques,témoignent d’une circulation de saumures chaudes (~200°C), à travers toute la couverturesédimentaire pendant l’exhumation du manteau. Ces saumures sont issues de la dissolution desévaporites du Keuper, très rarement conservées dans les Chaînons Béarnais.Nous développons un modèle conceptuel basé sur la géologie des Chaînons Béarnaisdans lequel la croûte continentale moyenne est déformée ductilement. Le fonctionnement dedétachements contre-régionaux (à pendage vers le continent) est associé à l’individualisationde fines lentilles tectoniques de croûte continentale moyenne qui sont extraites et exhuméesavec le manteau dans le fond des bassins albo-cénomaniens, laissant en arrière la croûtecontinentale supérieure et inférieure. Ces lentilles crustales collées au manteau forment alorsune large zone de croûte extrêmement amincie. Des fenêtres ouvertes au sein de cette mincepellicule crustale permettent au manteau de venir en contact direct avec les sédiments pré-rifts(Saraillé, Turon de la Técouère). Des ouvertures au sein de la couverture pré-rift permettent aumanteau de venir directement à l’affleurement (Urdach-Les Pernes).Nous montrons finalement que: (i) les sédiments pré-rifts ont subi un amincissementsyn-métamorphique avec genèse d’une foliation S0/S1 et, (ii) le socle paléozoïque a été réduit àde fines lentilles tectoniques déformées ductilement et restées adhérentes au manteau. Ainsi, larhéologie de la croûte durant l’amincissement est contrôlée en grande partie par la présenced’une couverture sédimentaire pré- et syn-rift épaisse décollée jouant le rôle d’un couverclethermique efficace. Ces nouvelles données permettent de proposer que la marge continentalepassive Nord-Ibérique est de type ductile, caractérisée par une necking zone étroite et une largezone de croûte continentale extrêmement amincie (hyper-thinned) où le manteau estlocalement dénudé. Ces résultats représentent une contribution nouvelle pour lacompréhension des mécanismes de l’amincissement crustal en contexte d’exhumation dumanteau ; ils permettent également d’identifier des structures majeures impliquées dansl’héritage structural, lors de l’inversion tectonique des bassins. %G French %2 https://insu.hal.science/tel-01834468/document %2 https://insu.hal.science/tel-01834468/file/CORRE_Benjamin.pdf %L tel-01834468 %U https://insu.hal.science/tel-01834468 %~ INSU %~ BRGM %~ UNIV-RENNES1 %~ UR2-HB %~ CNRS %~ UR2-HB-T %~ GR %~ OSUR %~ UR1-THESES %~ UR1-HAL %~ UR1-SDLM %~ GR-3T %~ UNIV-RENNES2 %~ GR-THESES %~ TEST-UR-CSS %~ UNIV-RENNES %~ INRAE %~ UR1-ENV %~ TEST3-HALCNRS %~ TEST4-HALCNRS %~ TEST5-HALCNRS