Origine et mise en place du magmatisme alcalin au Portugal : âges U-Pb et traçage isotopique Pb-Sr-Hf
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Three main alkaline massifs occur along the west coast of Portugal, reaching from the Algarve region up to Lisbon area. Minor alkaline intrusions can be found to the north of Lisbon. The Sintra, Sines and Monchique massifs, and four intrusions from the Lusitanian Basin have been sampled. Zircon and titanite U-Pb ages substantiate two magmatic events occurring in Upper Jurassic-Lower Cretaceous times (147-142 Ma) and in Upper Cretaceous times (88-69 Ma). Three of the intrusions north of Lisbon have been emplaced during the first, essentially Jurassic event, whereas the Ribamar intrusion and the three main massifs belong to the Cretaceous event. The Jurassic intrusions would have been emplaced during an intensive stretching of the continental margin prior to opening of the central E-Atlantic. Such stretching would create asthenospheric upwelling that induces melting of the metasomatized subcontinental mantle, as suggested by initial Pb and Sr isotope ratios. The Cretaceous rocks are characterized by an increase in alkalinity from north to south reaching phonolitic composition at Monchique. Initial isotope ratios of Pb, Sr and Hf show that these magmas are probably generate in a plume, and mixed with melts from the metasomatized subcontinental mantle during their ascent to the surface. The N-S age gradient observed in Portugal (88-69 Ma) can be extended to the entire seamounts region where alkaline magmas were emplaced since 104 Ma. Alkaline magmatism seems to have migrated along an about 1500 km long circular trajectory, correlated with progressive time-space migration of partial melting in relation to a deep thermal anomaly from where hot mantle domains sporadically rise in space and time.
Abstract FR:
La côte ouest du Portugal est jalonnée par trois massifs alcalins majeurs, entre l’Algarve et Lisbonne, et par quelques intrusions mineures au Nord de Lisbonne. Les massifs de Sintra, Sines et Monchique ainsi que quatre intrusions alcalines du Bassin Lusitanien ont été échantillonnés. Les données U-Pb, sur sphènes et zircons, ont permis d’identifier deux évènements magmatiques : les trois principaux massifs ainsi qu’une petite intrusion (Ribamar) sont d’âge Crétacé Supérieur (88-69 Ma), alors que trois intrusions au Nord sont datées entre le Jurassique Supérieur et le Crétacé Inférieur (147-142 Ma). Les intrusions Jurassique se seraient mises en place au cours d’un intense processus distensif de la marge continentale qui précède l’ouverture de l’Atlantique central. Cet étirement créerait une remontée de l’asthénosphère qui pourrait induire la fusion partielle de la lithosphère continentale, comme le suggèrent les données isotopiques initiales en Pb et Sr. Quant aux roches du Crétacé Supérieur, leur affinité alcaline augmente depuis le nord vers le sud où le massif de Monchique expose jusqu’à des phonolites. Les rapports isotopiques initiaux en Pb, Sr et Hf indiquent que ces magmas sont probablement issus d’un panache mantellique, mélangés avec des magmas dérivés du manteau sous-continental métasomatisé. Le gradient d’âge observé à l’échelle du Portugal (de 88 Ma au nord à 69 Ma au sud) peut être étendu à l’ensemble des monts sous marins de la région, mis en place depuis 104 Ma. Le magmatisme alcalin semble avoir migré le long d’une trajectoire circulaire d’environ 1500 km. Cette migration est attribuée à une migration de la fusion partielle en relation avec une anomalie thermique profonde, à partir de laquelle des domaines de manteau chaud remonteraient alors de façon sporadique dans le temps et l’espace.