Partial melting of metapelites in the Gagnon terrane below the high-pressure belt in the Manicouagan area (Grenville Province): pressure-temperature (P-T) and U-Pb age constraints and implications

摘要

Metapelites of the parautochthonous Gagnon terrane at the footwall of the high-pressure (high-P) belt in the Manicouagan area (central Grenville Province) preserve an impressive textural record of partial melting reactions, mainly in polymineralic inclusions within garnet. The dominant textures were developed within the pressure-temperature (P-T) field of the continuous dehydration melting reaction biotite + kyanite (or sillimanite) + plagioclase + quartz = garnet + K-feldspar + melt, with sillimanite instead of kyanite in the southern part of the footwall. Inferred P-T paths have a hair-pin form in the range of 750-850 °C and 1000-1500 MPa for the kyanite-bearing rocks. Monazite crystallization ages are consistently late Grenvillian, either 995 or 985 Ma, and one sample contains monazite of both ages. Two of these samples also contain inherited monazite with ages of 1738 ± 5 and 1719 ± 30 Ma, indicative of an earlier metamorphic event. Tonalite and diorite from the same area yield Archean zircon crystallization ages and titanite ages of 961 ± 3 and 956 ± 4 Ma, the youngest in the Manicouagan region. The late Grenvillian metamorphism was of comparable intensity but ~50 Ma younger than in the overlying high-P belt in this area and therefore seems to be unrelated to the emplacement of the latter over the Parautochthonous Belt, as previously suggested. Rather, this younger metamorphism suggests a reactivation of the footwall by underthrusting of the Gagnon terrane during the waning stages of convergence, and a link with a major coeval post-tectonic thermal event farther south in the hinterland.Des métapélites du terrane parautochtone de Gagnon, à l'éponte inférieure de la ceinture de haute pression dans le secteur de Manicouagan (Province de Grenville centrale), préservent étonnamment bien les textures caractéristiques de réactions de fusion partielle, surtout dans des inclusions polyminérales du grenat. Les textures dominantes ont été développées dans le champ de pression et de température de la réaction de déshydratation continue : biotite + kyanite (ou sillimanite) + plagioclase + quartz = grenat + feldspath-K + liquide; nous trouvons de la sillimanite au lieu de la kyanite dans la partie sud de l'éponte inférieure. Les roches à kyanite enregistrent un cheminement P-T en forme d'epingle à cheveux dans le champ de températures de 750-850 °C et de pressions de 1000-1500 MPa. Les âges de cristallisation de la monazite sont tardi-grenvillienes, c.-à-d. soit 995 ou 985 Ma, et un échantillon contient de la monazite des deux âges. Deux de ces échantillons contiennent aussi de la monazite héritée avec des âges de 1738 ± 5 et 1719 ± 30 Ma, indiquant un événement métamorphique antérieur. Les tonalites et les diorites du même secteur donnent des âges de cristallisation archéennes du zircon et des âges de la titanite de 961 ± 3 Ma et de 956 ± 4 Ma, les plus jeunes âges dans la région de Manicouagan. Le métamorphisme tardi-grenvillien était d'une intensité comparable mais ~50 Ma plus jeune que dans la ceinture sus-jacente à haute pression; il ne semble donc pas relié à la mise en place de la ceinture par-dessus la ceinture parautochtone, tel qu'il a été suggéré antérieurement. Ce métamorphisme plus jeune suggère plutôt une réactivation de l'éponte inférieure par un sous-charriage du terrane de Gagnon durant les derniers stages de la convergence et un lien avec un événement thermique majeur, post-tectonique, contemporain, plus au sud dans l'arrière-pays.[Traduit par la Rédaction]