Comparison of PTt paths in allochthonous high pressure metamorphic terrains from the Scandinavian Caledonides and the French Massif Central: Contrasted thermal structures during uplift

A regional comparison of retrograde PTt paths of high pressure metamorphic terrains in the Scandinavian Caledonides (Seve Nappe Complex (S.N.C.)) and the French Massif Central (F.M.C.) reveals the following similarities: physical conditions of eclogite formation are roughly identical (600–780°C / 13.5–16.5 Kb), dominantly isothermal decompression. However in detail two major differences have been recognized: 1- In the S.N.C., PT estimates of eclogite formation are constant within individual tectonic lenses but vary when different tectonic lenses are compared. During uplift these temperature differences are maintained and diminish only at the final stages of the uplift history; 2- In the F.M.C. the physical conditions of eclogite formation are relatively constant (700–750°C/15Kb) but discrepancies in temperature (> 100°C) appear during the first stages of the uplift history if one compares eastern with western domains.A thermal analytical model allows to explain these facts. In the S.N.C. the initial temperature difference during eclogite formation is related to various depths of burial. In the F.M.C. diachronic nappe stacking occurs implying a more pronounced screen effect in western than in eastern domains of the F.M.C. This also accounts for the initial retrogression under low- to middle amphibolite facies conditions in the west and granulite facies conditions in the east. Moreover from radiometric and structural data, we can see that all the uplift history of the S.N.C. is assisted by tectonic processes, while in the F.M.C., after the nappe pile was constructed, the uplift history is essentially controlled by erosional and/or isostatic processes.

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Zusammenfassung Ein regionaler Vergleich von PTt Pfaden von hochdruckbeanspruchten Gebieten in den skandinavischen Kaledoniden (Seve Nappe Complex (S.N.C.)) und dem französischen Zentralmassif (F.M.C.) zeigen folgende Ähnlichkeiten: Die physikalischen Bedingungen während der Eklogitbildung waren ungefähr identisch (600–780°C/ 13,5–16,5 kb), hauptsächlich isothermale Dekompression. Trotzdem werden zwei Hauptunterschiede beobachtet: 1- In den S.N.C. sind PT-Schätzungen der Eklogitbildung gleich in individuellen tektonischen Linsen; varriieren aber beim Vergleich verschiedener tektonischer Linsen. Während des Heraushebens wurden diese Temperaturunterschiede aufrechterhalten und verminderten sich nur in den letzten Stadien der Heraushebungsgeschichte. 2- In dem F.M.C. sind die physikalischen Bedingungen der Eklogitbildung relativ konstant (700–750°C/15 kb), aber es treten Temperaturdiskrepanzen (> 100°C) während der ersten Heraushebungsstadien auf, wenn man die westlichen mit den östlichen Bereichen vergleicht.Ein thermales analytisches Modell erlaubt es diese Fakten zu erklären. In den S.N.C. ist die initiale Temperaturdifferenz während der Eklogitbildung mit verschiedenen Versenkungstiefen in Verbindung zu bringen. In dem F.M.C. erfolgte eine diachrone Deckenstapelung, dies bewirkte einen stärker betonten Abschirmeffekt in den westlichen Bereichen des F.M.C als in den östlichen. Der initiale Rückgang von niedriggradigen zu hochgradigen Amphibolitfaziesbedingungen im Westen und Granulitfaziesbedingungen im Osten legen hierüber Rechenschaft ab. Darüber hinaus können wir aus den radiometrischen und tektonischen Daten ersehen, daß die gesamte Hebungsgeschichte des S.N.C. von tektonischen Prozessen unterstützt wurde, während im F.M.C. die Hebungsgeschichte maßgeblich von erosiven und/oder isostatischen Prozessen kontrolliert wurde, nachdem die Dekkenstapelung beendet war.

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Résumé La comparaison des évolutions rétromorphiques PTt des nappes de haute pression des Calédonides Scandinaves (Complexe des Nappes de Seve — S.N.C.) et du Massif Central français (F.M.C.) révèle les similarités suivantes: les conditions intensives du métamorphisme éclogitique sont très voisines (600–780°C/13.5–16.5 Kbar), suivi globalement d'une décompression isotherme. Cependant en détail, des différences majeures ont été reconnues: 1- Dans le S.N.C., les estimations PT de la formation des éclogites sont constantes au sein d'une même unité, mais varient quand cellesci sont comparées. Pendant la remontée, ces différences sont maintenues et ne diminuent que lors des stades terminaux; 2- Dans le F.M.C., les conditions intensives du métamorphisme de haute pression sont relativement homogènes (700–750°C/15 Kbar), mais des différences de température (> 100°C) apparaissent pendant les premiers stades de la remontée entre les domaines occidentaux et orientaux.Une modélisation thermique de type analytique permet d'expliquer ces faits. Dans le S.N.C., la différence initiale de température pendant la formation des éclogites est liée à des profondeurs d'enfouissement variées. Dans le F.M.C., il existe un diachronisme lors de la mise en place des nappes, impliquant un effet d'écran plus prononcé à l'ouest qu'à l'est. Il rend également compte de la rétromorphose des assemblages de haute pression dans les conditions du faciès amphibolite à l'ouest et du faciès granulite à l'est du F.M.C. De plus, à partir des données radiométriques et structurales, on constate que l'ensemble de l'histoire de la remontée du S.N.C. est assistée par des processus tectoniques, alors que dans le F.M.C., une fois la pile tectonique constituée, sa remontée est essentiellement contrôlée par les mécanismes de l'érosion et ceux de l'isostasie.

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(Seve Nappe Complex = S.N.C.) (..), , : (600–780°/13,5–16,5 kb), . . . : 1) S.N.C. , . . 2) .. , , (700–750°/15 ), , , . . S.N.C. . .. , , , . . , , S.N.C. , .. . . / , .