Caractéristiques pétrologiques, géochimiques et isotopiques (Lu/Hf sur zircon) des plutonites de la région de Laouni (Hoggar central, Algérie)

Abstract

Dans ce mémoire, une étude du couple isotopique Lu-Hf a été élaborée, comparable à celui duSm-Nd mais distinct par sa sensibilité aux processus de fusion partielle et de cristallisation fractionnée. Il est précis et applicable à une variété de minéraux tels que le zircon et offre une fenêtre unique sur l'évolution des réservoirs terrestres, en particulier le manteau et la croûte continentale. De plus, la détermination de l'âge U-Pb in situ sur zircons dans est très précise permettant de conserver permet de conserver des informations géochronologiques dans des conditions extrêmes, même lorsque la roche qui le contient a subi un événement métamorphique de haut grade ou un épisode de fusion partielle. L’évolution isotopique du Hf est examinée à travers le prisme du réservoir uniforme chondritique CHUR, définissant un cadre de référence pour interpréter les variations du 176Hf/177Hf dans les échantillons terrestres. Cette approche est essentielle pour reconstruire les dynamiques géochimiques complexes qui ont façonné la Terre depuis sa formation. Dans la région de Laouni (Hoggar central), les granites étudiés datés du Paléoprotérozoïque, sont souvent déformées et migmatitiques. L’étude chimique de la paragenèse minérale principale (quartz, feldspath potassique, plagioclase, biotite et muscovite montre une composition normative monzogranitique dans le domaine des granitoïdes calco-alcalins hautement potassiques (High k) et shoshonitiques. Ils présentent également des caractéristiques de magmas orogéniques liés à l’orogenèse éburnéenne. Les gabbrossont à caractère cumulative avec une phase cumulus représentée par l’olivine et le plagioclase, puis une phase intercumulus constituée par le Cpx, l’Opx, l’amphibole et des oxydes ferro-titanés. L’étude chimique du Cpx les situe dans le domaine des basaltes tholéiitiques et calco-alcalins. La datation U/Pb in situ sur zircons sur ces deux types de roches a donné un âge paléoprotérozoïque (2087 ± 14 Ma) pour les granites (une mise en place au cours de l’Eburnéen) et un âge de 631 Ma, donc néoprotérozoïque (Ediacarien) pour les gabbros. L’étude isotopique du couple Lu/Hf a été menée pour la première fois sur les roches de Laouni. Pour le granite, les rapports 176Hf/177Hf et εHf initiaux ne sont pas dispersés pour l’âge donné (2,087 Ga) et se retrouvent proches des valeurs du CHUR (Chondritic Uniform Reservoir). Les valeurs maximales et minimales du εHfse situent entre 0 et -5. Elles semblent globalement chondritiques. Ces analyses montrent un âge modèle moyen TDM = 2.76 Ga relevant du Paléoprotérozoïque et de l’Archéen, ce qui impliquerait la contribution d’une croûte ancienne archéenne. Le magma générateur de ce granite aurait subi une extraction à partir du réservoir mantellique 673 Ma avant sa mise en place (ou sa cristallisation). Pour le gabbro, les deux analyses obtenues montrent des εHf initiaux peu dispersés et qui se retrouvent en dessous du CHUR (sub-chondritiques). Les valeursεHf sesituent entre -5.55 et -4.99. L’âge modèle moyen TDM = 1.92 Ga relève du Protérozoïque. Cet âge modèle plus les valeurs des εHf initiaux traduisent donc une signature mantellique avec une contribution d’un matériel protérozoïque dans la genèse de ce gabbro édiacarien de Laouni, ce dernier se rattachant à la phase précoce de l’orogène panafricain.