Description

: Le modèle classique de formation et d’évolution de la chaîne Varisque d’Europe occidentale, formée au Paléozoïque supérieur lors de l’assemblage du supercontinent Pangée, a longtemps considéré des processus tectoniques analogues à ceux ayant conduit à la formation de la chaîne himalayenne plus récente. Cependant, les travaux pétrochronologiques, structuraux et pétro-géochimiques menées au cours de la dernière décennie dans le Massif Central, le plus grand domaine appartenant à la chaîne Varisque en France, ont profondément remis en question ce modèle. La chaîne Varisque, jusqu’alors interprétée comme un prisme orogénique froid constitué d’un empilement de nappes, présenterait plutôt l’évolution thermo-mécanique d’un « orogène chaud » plus typique des terrains précambriens. Cette hypothèse reste néanmoins discutée car l’évolution tectono-métamorphique de la chaîne, depuis les stades précoces de sa construction jusqu’à son démantèlement, reste mal contrainte. Ce verrou scientifique limite à son tour la compréhension des processus de formation des gisements de métaux critiques (Li, W, Nb-Ta, Sb, Cu) associés à la croûte orogénique varisque et dont la demande croissante dans le cadre des transitions énergétique et numérique actuelles amène à reconsidérer l’exploitation sur le sol européen.
Dans ce contexte, le sujet de thèse proposé a pour objectif de reconstituer l'évolution métamorphique de lithologies jusqu’alors peu documentées dans les unités géologiques principales du Massif Central. L’objectif principal est de réévaluer de façon systématique la durée, les taux et les conditions des processus métamorphiques pré- à post-collisionnels, et ainsi apporter de nouvelles contraintes sur l’évolution tectono-métamorphique de l’orogène. Ces résultats fourniront ainsi un cadre géodynamique et géochronologique robuste dans lequel replacer les modèles de formation des gisements de métaux critiques, et ainsi améliorer la prédiction de leur exploration dans la croûte orogénique varisque.
Les localités cibles sont des sections emblématiques du Massif Central, ayant récemment fait l’objet d’une nouvelle caractérisation structurale détaillée. Des échantillons-clés représentatifs des roches d’intérêt – micaschistes, migmatites et gneiss – seront étudiées par une approche intégrée combinant les informations texturales, géochimiques et géochronologiques de différents pétrochronomètres (ex : Lu-Hf sur grenat, Rb-Sr sur muscovite et biotite, U-(Th-)Pb sur zircon et/ou monazite), dans leur cadre pétrologique détaillé (ex : pseudosections, thermobarométrie), permettant ainsi la reconstruction de chemins pression-température-temps les plus complets possible.
Ces travaux de recherche s’intègrent à plus grande échelle dans le cadre du projet DISCOVERY (DISclosing the Critical mineral potential resulting from pre- to post-Orogenic Variscan gEological history) financé par le PEPR « Sous-sol bien commun » (Programmes d’Investissement d’Avenir France 2030), qui vise à comprendre le rôle des processus orogéniques varisques dans la fertilité de la croûte du Massif Central en matières premières stratégiques. Le salaire du.de la doctorant.e et les frais de fonctionnement (missions, analyses) seront intégralement pris en charge sur le projet DISCOVERY. Il.elle bénéficiera d’un environnement scientifique stimulant caractérisé par un large consortium d’expert.e.s à l’échelle nationale et de nombreuses collaborations internationales.

Compétences requises

La personne recrutée sera titulaire d’un Master en Sciences de la Terre. Il ou elle aura des connaissances solides et une bonne expérience en pétrologie métamorphique et/ou magmatique (reconnaissance des minéraux, modélisation thermodynamique) ainsi qu’en géochimie analytique impliquant notamment techniques in situ (microsonde électronique, LA-(MC-)ICP-MS) et/ou salle blanche. Des connaissances en spectroscopie (Raman) et/ou géologie structurale seront appréciées. La personne recrutée devra faire preuve de bonnes capacités de communication aussi bien en français qu’en anglais, à l’écrit comme à l’oral.

Bibliographie

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Laurent et al., 2023. Timescales of ultra-high temperature metamorphism and crustal differentiation: Zircon petrochronology from granulite xenoliths of the Variscan French Massif Central. Earth Planet Sci Lett 611, 118133. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118133
Lotout et al., 2018. Timing and duration of Variscan high-pressure metamorphism in the French Massif Central: A multimethod geochronological study from the Najac Massif. Lithos 308-309, 381-394. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2018.03.022
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Mots clés

pétrochronologie, métamorphisme, géodynamique, ressources minérales, Chaine Varisque