petrostructural caracterisation of Madagascar precambrian basement (Betsileo country, Finaransoa) : Methodlogy and Geodynamic implications
CARACTERISATION PETROSTRUCTURALE DU SOCLE PRECAMBRIEN DE MADAGASCAR (PAYS BETSILEO, PROVINCE DE FIANARANTSOA) : METHODOLOGIE ET IMPLICATIONS GEODYNAMIQUES
Résumé
Abstract- Madagascar is located in the collision belt between East- and West Gondwana. This Neoproterozoic (Panafrican) orogenic event left a major imprint on the basement of the island. This work is a petrostructural characterisation of southern central Madagascar (Betsileo, Fianarantsoa Province).
The first part of this work is dedicated to methodological aspects. The structural tool used in granitic areas is the determination of the magnetic fabrics. The Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) of Madagascar granites is controlled by magnetite. Two-grains experiments show magnetic interactions which may modify the resulting AMS (Grégoire et al., 1995). However, image analysis of magnetite grains in a Madagascar syenite shows that distribution anisotropy can be neglected and that shape anisotropy of elongated grains plays the main role on the AMS (Grégoire et al., 1998). This result supports the use of AMS to determine the structure of the granitic basement of Madagascar.
Other tools are remote sensing analysis (especially for out-of-the-way places) and thermobarometry which allows to precise the P-T conditions coeval with the structures.
This multi-approach unravels two distinct structural patterns in the area were Andringitrean Granites were emplaced (Fianarantsoa-Ambalavao). The first one (D1) is characterised by foliations gently dipping to the west and WSW-trending lineations; it is coeval with the emplacement of the stratoid Andringitrean Granites that was related to HT-LP metamorphism in the country rocks. The second one (D2) is characterised by steeply dipping foliations and subhorizontal NS lineations developed in anastomosed shear zones of kilometric scale, which are mainly observed in the southern part of the studied area.
To the north (Ambositra-Ambatofinandrahana), the granitic basement is overlain by the “ Schist-Quartz-Carbonate ” (SQC) supracrustal serie. The basement displays the D1 structural pattern, whereas the SQC serie shows a slightly different pattern with quartz c-axis fabrics pointing to a top-to-the-east shear sense.
These results are compared to those recently obtained further north and south. The D1 structural pattern is very similar to the structural pattern described by Nédélec et al. (1994) in the Imerina, north of Antananarivo. This confirms the importance of the D1 event in the basement of Madagascar. It has been dated at 630 Ma by Paquette & Nédélec (1998), who suggested a post-collisional extensional setting. The D2 structural pattern is evocative of the NS shear belts studied in southern Madagascar by Martelat et al. (1997). It would result from renewed (late-Panafrican) convergence at 550 Ma. Pieces of evidence possibly suggesting a crustal thickening event before 650 Ma (hence the very beginning of the Panafrican collision) are only observed in the SQC serie.
The first part of this work is dedicated to methodological aspects. The structural tool used in granitic areas is the determination of the magnetic fabrics. The Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) of Madagascar granites is controlled by magnetite. Two-grains experiments show magnetic interactions which may modify the resulting AMS (Grégoire et al., 1995). However, image analysis of magnetite grains in a Madagascar syenite shows that distribution anisotropy can be neglected and that shape anisotropy of elongated grains plays the main role on the AMS (Grégoire et al., 1998). This result supports the use of AMS to determine the structure of the granitic basement of Madagascar.
Other tools are remote sensing analysis (especially for out-of-the-way places) and thermobarometry which allows to precise the P-T conditions coeval with the structures.
This multi-approach unravels two distinct structural patterns in the area were Andringitrean Granites were emplaced (Fianarantsoa-Ambalavao). The first one (D1) is characterised by foliations gently dipping to the west and WSW-trending lineations; it is coeval with the emplacement of the stratoid Andringitrean Granites that was related to HT-LP metamorphism in the country rocks. The second one (D2) is characterised by steeply dipping foliations and subhorizontal NS lineations developed in anastomosed shear zones of kilometric scale, which are mainly observed in the southern part of the studied area.
To the north (Ambositra-Ambatofinandrahana), the granitic basement is overlain by the “ Schist-Quartz-Carbonate ” (SQC) supracrustal serie. The basement displays the D1 structural pattern, whereas the SQC serie shows a slightly different pattern with quartz c-axis fabrics pointing to a top-to-the-east shear sense.
These results are compared to those recently obtained further north and south. The D1 structural pattern is very similar to the structural pattern described by Nédélec et al. (1994) in the Imerina, north of Antananarivo. This confirms the importance of the D1 event in the basement of Madagascar. It has been dated at 630 Ma by Paquette & Nédélec (1998), who suggested a post-collisional extensional setting. The D2 structural pattern is evocative of the NS shear belts studied in southern Madagascar by Martelat et al. (1997). It would result from renewed (late-Panafrican) convergence at 550 Ma. Pieces of evidence possibly suggesting a crustal thickening event before 650 Ma (hence the very beginning of the Panafrican collision) are only observed in the SQC serie.
Madagascar est situé dans la zone de collision entre Est- et Ouest-Gondwana. Ce travail est consacré à la caractérisation pétrostructurale de la partie centre sud (Pays Betsileo, Province de Fianarantsoa).
La première partie du travail développe les aspects méthodologiques. L'Anisotropie de Susceptibilité Magnétique (ASM) des granites de Madagascar est contrôlée par la magnétite. Des grains de magnétite rapprochés développent des interactions susceptibles de modifier l'ASM (Grégoire et al., 1995). L'étude par traitement d'images des grains de magnétite montre que c'est l'anisotropie de forme de grains allongés qui est principalement responsable de l'ASM (Grégoire et al., 1998).
Les deux autres outils employés sont l'analyse d'image et la thermobarométrie. Deux signatures structurales distinctes sont reconnues dans la région des granites andringitréens. (D1) se caractérise par des foliations moyennement pentées vers l'ouest et des linéations à faible plongement OSO; elle est contemporaine de la mise en place de ces granites de type stratoïde qui s'accompagne d'un métamorphisme HT-BP dans l'encaissant. (D2) se caractérise par des foliations fortement pentées et des linéations NS subhorizontales dans des bandes de cisaillement anastomosées d'échelle kilométrique.
Plus au nord, une série supracrustale schisto-quartzo-carbonatée (SQC) est conservée sur le socle granitique qui présente la structure D1, alors que la SQC montre une structure différente associée à des fabriques d'axes c de quartz indiquant un déversement vers l'est.
La structure D1 est semblable à celle qui a été décrite par Nédélec et al. (1994), au nord d'Antanarivo. Il s'agirait de la phase d'extension post-collision datée à 630 Ma par Paquette & Nédélec (1998). La structure D2 résulterait d'un épisode de convergence tardi-panafricain vers 550 Ma. Seule la SQC aurait gardé les traces d'un épaississement crustal antérieur à 650Ma et qui pourrait correspondre au début de la collision panafricaine.
La première partie du travail développe les aspects méthodologiques. L'Anisotropie de Susceptibilité Magnétique (ASM) des granites de Madagascar est contrôlée par la magnétite. Des grains de magnétite rapprochés développent des interactions susceptibles de modifier l'ASM (Grégoire et al., 1995). L'étude par traitement d'images des grains de magnétite montre que c'est l'anisotropie de forme de grains allongés qui est principalement responsable de l'ASM (Grégoire et al., 1998).
Les deux autres outils employés sont l'analyse d'image et la thermobarométrie. Deux signatures structurales distinctes sont reconnues dans la région des granites andringitréens. (D1) se caractérise par des foliations moyennement pentées vers l'ouest et des linéations à faible plongement OSO; elle est contemporaine de la mise en place de ces granites de type stratoïde qui s'accompagne d'un métamorphisme HT-BP dans l'encaissant. (D2) se caractérise par des foliations fortement pentées et des linéations NS subhorizontales dans des bandes de cisaillement anastomosées d'échelle kilométrique.
Plus au nord, une série supracrustale schisto-quartzo-carbonatée (SQC) est conservée sur le socle granitique qui présente la structure D1, alors que la SQC montre une structure différente associée à des fabriques d'axes c de quartz indiquant un déversement vers l'est.
La structure D1 est semblable à celle qui a été décrite par Nédélec et al. (1994), au nord d'Antanarivo. Il s'agirait de la phase d'extension post-collision datée à 630 Ma par Paquette & Nédélec (1998). La structure D2 résulterait d'un épisode de convergence tardi-panafricain vers 550 Ma. Seule la SQC aurait gardé les traces d'un épaississement crustal antérieur à 650Ma et qui pourrait correspondre au début de la collision panafricaine.