Metastable staurolite-cordierite assemblage of the Bossost dome: Late Variscan decompression and polyphase metamorphism in the Axial Zone of the central Pyrenees

摘要

Les schistes cambro-ordoviciens du dôme de Bossost, au sein de la zone axiale des Pyrénées Centrales, présentent une évolution tectonométamorphique polyphasée. Une première phase M_1 s'exprime par une déformation non coaxiale permettant la nucléation de grenat et de staurotide syncinématique durant le métamorphisme régional. Lors de la phase M_2 d'exhumation, l'andalousite et la cordiérite cristallisent en régime coaxial. Les analyses minéralogiques et sur roche totale montrent un enrichissement en Mg et Mn pour les échantillons à grenat-staurotide-andalousite-cordiérite, alors que ceux à grenat-staurotide-biotite, pauvres en Mg, ne permettent pas l'occurrence de cordiérite. L'analyse paragénétique des phases minéralogiques via deux pseudosections suggère une métustabilité pour la paragenèse staurotide—cordiérite et un chemin P—T horaire en décompression. Les paragenèses à staurotide—grenat—biotite, correspondant à la phase M_1 du métamorphisme régional, cristalliseraient aux alentours de 5,5 kbar et 580℃ . Cordiérite et andalousite apparaîtraient à basse pression durant la phase M_2 d'exhumation initiée le long d'un détachement majeur au sein des schistes cambro-ordovicien.%A kilometre-scale shear zone is recognized in the Cambro-Ordovician schist of the Bossost dome, a Variscan metamorphic and structural dome in the Axial Zone of the central Pyrenees. Non-coaxial deformation is recorded by rotated garnet and staurolite porphyroblasts following regional metamorphism M_1, while coaxial conditions prevailed during later contact metamorphic M_2 growth of andalusite and cordierite. Mineral compositions and bulk rock analyses show that garnet-staurolite-andalusite-cordierite assemblages are significantly enriched in Mg and Mn over the garnet-staurolite assemblage, which lacks sufficient Mg for cordierite to form. The garnet-staurolite assemblage preserves conditions during M_1, estimated by AFM diagrams and P-T pseudosections to be 5.5 kbar and 580℃, respectively. Pseudosections also indicate that staurolite is not a stable phase in cordierite-andalusite assemblages of M_2, suggesting polyphase metamorphism and decompression along a clockwise P-T path for the staurolite-cordierite-andalusite assemblages. This concurs with proposed extensional tectonics along the regional shear zone.