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Interactions fluide-roche en contexte de subduction

J.L. Bodinier, D. Bosch, S. Demouchy, M. Godard, D. Ionov, A. Tommasi

Le rôle des surpressions de fluides et de la fracturation hydraulique dans le transfert de fluides produits par les réactions de déshydratation dans le coin mantellique a été mis en évidence par l’analyse de la déformation des péridotites progrades du Cerro del Almirez dans les Bétiques (Padron-Navarta et al., 2010). L’étude de xénolites mantelliques transportés par des magmas d’arc met en évidence des enrichissements en orthopyroxène que nous associons à la percolation réactive de fluides riches en Si sous des conditions syn- a post-cinématiques. Ce processus n’hydrate pas significativement l’olivine et produit une dispersion des orientations cristallographiques, sans changement de la direction de glissement dominante (Soustelle et al., 2010). L’anisotropie sismique est affaiblie, mais les directions rapides restent parallèles à la direction d’écoulement (Soustelle et al., 2011).
Les interactions physico-chimiques opérant en contexte de subduction ont été étudiées sur une section d’arc intra-océanique quasi-continue sur plus de 30 km de long située au Pakistan, ainsi qu’à Ronda. Les résultats obtenus au Pakistan nous ont permis de contraindre la nature des sources et processus, ainsi que les différents stades de fonctionnement d’une zone de subduction intra-océanique depuis le début de son activité (zone d’avant-arc) jusqu’à son arrêt (collision avec l’Eurasie) (Dhuime et al., 2009). Ces résultats nous ont permis de proposer un modèle d’évolution géodynamique en cinq stades s’échelonnant sur 35 Ma, laps de temps considéré comme correspondant à celui de l’activité de l’arc. Le taux d’accrétion de cet arc fossile a été estimé et comparé aux analogues de systèmes d’arc actuels (Bosch et al., 2011). La caractérisation pétro-géochimique des filons de pyroxénites riches en chrome intrusifs dans les péridotites de Ronda montre qu’ils se forment durant les premiers stades de la subduction de la zone Ouest-Méditerranée à partir d’un manteau contaminé par des sédiments terrigènes. Ce résultat supporte un modèle géodynamique avec un mécanisme de roll-back en tant que moteur de l’amincissement lithosphérique Miocène (Marchesi et al., 2012).