Géochronologie et géochimie des roches mafiques du nord du Canada, du bassin de Fury et Hecla au Nunavut, et du bassin de Thulé au Groenland : implications pour les larges provinces ignées de Mackenzie et Franklin

Les larges provinces ignées (LPI) représentent des événements géologiques importants car ils mettent en place de grands volumes de roche ignées sur des grandes distances et en quelques millions d’années. Ces provinces magmatiques sont souvent corrélées à la dislocation des continents et précèdent des changements climatiques globaux. Ainsi cette thèse présente l’étude géochimique et géochronologique des roches mafiques de Mackenzie à ca. 1268 Ma et Franklin à ca. 720 Ma au nord du Canada et nord-ouest du Groenland. La pétrogenèse des roches de ces provinces magmatiques est interprétée en considérant comment les changements dans la chimie des magmas reflète les changements dans la source mantellique et les tectoniques régionales sur des distances de plusieurs milliers de kilomètres des centres des LPI. La thèse fournie aussi de nouvelles contraintes sur la chronologie du magmatisme de Franklin comme un potentiel déclencheur a l’initiation de l’événement du Sturtien de la Terre boule de neige à 717–661 Ma. Il a été évoqué que l’épisode de Franklin a initié la glaciation globale mais la précision des âges du magmatisme de Franklin n’est pas suffisante pour confirmer qu’il a causé la glaciation. Cette étude a été divisée en trois chapitres. Le premier chapitre de ce projet de recherche concerne l’étude géochimique des basaltes, filons-couches et filons de Mackenzie. La géochimie totale et les isotopes de Nd des roches ont permis de montrer que l’événement de Mackenzie aurait formé en premier lieu des roches à faible TiO2 et contaminées par la croute continentale, alignées nord-est à travers l’Arctique, et interprétées comme ayant été mises en place pendant un épisode d’extension crustale. La majorité des autres roches du second groupe de Mackenzie se seraient formées dans un second temps, caractérisées par un enrichissement en TiO2 et une relative absence de contamination. Le deuxième chapitre de la thèse porte sur la datation des roches de Franklin et de leur corrélation à la glaciation de la Terre boule de neige. La méthode de datation U-Pb CA ID-TIMS a été utilisée sur des zircons pour déterminer l’âge de deux filons-couche et deux filons au nord-ouest de Baffin Island (Canada) et nord-ouest du Groenland. Ces âges associés à la relation des filons recoupant les filons-couche permettent de montrer que le magmatisme se produit sur 0.53 ±0.58 millions d’années à ca. 718 millions d’années, immédiatement avant la glaciation du Sturtien qui est estimée s’être mise en place à 717.19 +0.26/-0.33 millions d’années. Le magmatisme coïncide avec une diminution drastique de l’enregistrement des isotopes de carbone des calcaires marins (δ13Ccarb) juste avant le début de la glaciation du Sturtien démontrant une relation temporelle entre la province ignée de Franklin, les changements globaux du cycle du carbone et le début de la glaciation du Néoprotérozoïque. Le troisième chapitre de cette étude s’intéresse à la géochimie des roches de l’épisode de Franklin. La géochimie totale et les isotopes de Nd des roches indiquent la présence de provinces géochimiques basées sur la composition en TiO2 telles que la province du nord-ouest du Laurentien à faible (<2%) TiO2 et la province du nord-est du Laurentien à TiO2 élevée (2–6%). Les roches à faible titane sont appauvries en terres rares légères et en éléments incompatibles reflétant des taux de fusion partiels plus élevés d’un manteau lherzolite a spinelle alors que les roches à hautes titanes sont plus enrichies suggérant des faibles taux de fusion partielle d’une lherzolite à grenat. Ces différentes conditions de fusion partielle sont reliées à l’épaisseur de la lithosphère à travers l’Arctique Laurentien, qui aurait été plus mince dans le nord-ouest du Laurentien à la suite de la rupture de Rodinia a 775–720 millions d’années, et inchangée et plus épaisse dans le nord-est du Laurentien. Cette thèse aura donc apporté une nouvelle compréhension de : (1) magmatisme de Mackenzie et comment la géochimie corrèle avec les événements tectoniques ; (2) l’emplacement rapide l’événement de Franklin et de son rôle comme potentiel déclencheur a la glaciation du Sturtien ; et (3) des changements dans la structure lithosphérique ont influencé la composition géochimique des magmas associés à la LPI de Franklin. Ce travail a contribué à la compréhension des relations entre les larges provinces ignées, et les événements tectoniques et changements environnementaux globaux. \n_____________________________________________________________________________ \nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : larges provinces ignées de Mackenzie et Franklin, géochronologie U-Pb, zircons, glaciation du Sturtien, nord du Canada, Fury et Hecla (nord-ouest de l’ile de Baffin), Thulé (nord-ouest du Groenland), Sm-Nd, lithosphère, composition faibles et élevées en TiO2.

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