Edgard mCCIOTTO, Dolly LEDENT et Claude LAY

0 ? 1

r I I I . ^

Etude géochronologique r^<=>

de quelques roches ^ du socle cristollophyllien du Hoggcr

(Sahara Central)

081 P 581

SCIENCES DE LA TERRE, Tome X (1964-1965), n'» 3-4, pages 481 à 495, 4 fig., 3 tabl.

Actes du 1.)1>' Colloque International du C. \ . R. S. : terprétation géologique des mesures effectuées au spectrométre de masse

dans le domaine de la (jéochronologie absolue. NANCY, 1965

n*' 35,cep. 1 BRUXELLES - UNIVERSITE

Edgard PICCIOTTO, Dolly LEDENT et Claude LAY

Etude géochronologique de quelques roches

u socle cristcliophyllien du Hoggcr (Sahara Central)

SCIENCES DE LA TERRE, Tome X (1964-1965), n»' 3-4, pages 481 à 495, 4 fig., 3 tabl Actes du 151" Colloque International du C. N. R. S. :

Interprétation géologique des mesures effectuées au spectromètre de masse dans le domaine de la géochronologie absolue.

N A N C Y , 1965

ÉTUDE GÉOCHRONOLOGIQUE DE QUELQUES ROCHES DU SOCLE CRISTALLOPHYLLIEN DU HOGGAR

(SAHARA CENTRAL)

par E. PICCIOTTO *, D. LEDENT ** et C. LAY **•

T A B L E DES M A T I E R E S

RÉSUMÉ 483

ABSTRACT 484

Introduct ion 484

Méthodes u t i l i s é e s 486

P r é s e n t a t i o n et d i s c u s s i o n des r é s u l t a t s . . . . 486

t P b des z i rcons 486

ZUSAMMENFASSUNG 484

CoAepjKaHMC 484

t Sr et t A 491

Conc lus ions 493

REMERCIEMENTS 494

BIBLIOGRAPHIE 494

I L L U S T R A T I O N S

FiG. 1. — L o c a l i s a t i o n des é c h a n t i l l o n s du Hoggar é tudiés En face de 485 2. — Ages i s o t o p i q u e s des m i n é r a u x et roches du Hoggar é t u d i é s 487 3. — Ages de z i rcons du H o g g a r sur d i a g r a m m e Concordia 492 4. — R é s u l t a t s g é o c h r o n o l o g i q u e s o b t e n u s sur les é c h a n t i l l o n s é tud ié s En face de 492

TABL. I. — Ages des m i n é r a u x e t des roches du Hoggar é tudiés 488-489 II. — R é s u l t a t s a n a l y t i q u e s o b t e n u s par la m é t h o d e S r / P b 490

III. — R é s u l t a t s a n a l y t i q u e s o b t e n u s par la m é t h o d e P b / U sur z ircon 491

RE'SUMé

Des mesures d'âges ont été effectuées par les méthodes Sr/Rb et A/K sur des micas, des feldspaths et des roches totales et par la méthode Pb/U sur zircon à partir de 16 roches apparte­nant au complexe cristallophyllien du Hoggar.

Deux périodes de formation de zircons ont été mises en évidence. La première, groupant la grande majorité des roches étudiées, se situe à 650 m. a. La seconde, représentée par un seul échantillon (granité de Ouallen) date d'il y a plus de 1 900 m. a.

Ces conclusions sont confirmées par les résultats des autres méthodes et sont en accord avec les valeurs obtenues dans d'autres laboratoires.

* Service de Géo log ie et G é o c h i m i e Nucléa ires , Univers i t é Libre de B r u x e l l e s , Be lg ique . •* Laborato ire de M i n é r a l o g i e et de Pétrographie , Un ivers i t é Libre de B r u x e l l e s , Be lg ique . •* B u r e a u des Recherches G é o l o g i q u e s et Minières , Paris , France .

484 COLLOQUE INTERNATIONAL DE GéOCHRONOLOGIE ABSOLUE NANCY, 3-8 MAI 1 9 6 5

A B S T R A C T

Geochronological study of some rocks from the metamorphic complexe of Hoggar (Central Sahara)

Age measurements were made using Sr-Rb, A-K methods on micas, feldspars and total rocks samples, and Pb-U method on zircon from 16 rocks belonging to the metamorphic complexe of the Hoggar.

Two periods of formation of zircons were put into évidence. The flrst, which groups the majority of the studied rocks, situâtes itself at 650 m. y. The second, represented by a single sample (granité of Ouallen) gives an âge of more than 1900 m. y.

Thèse conclusions are confirmed by the results of other methods and are in agreement with the values obtained by other laboratories.

Z U S A M M E N F A S S U N G

Geochronologische Messiingen an einigen Gesteinen des metamorphen Grundgebirges des Hoggars (Centralsahara)

Altersbestimmungen wurden durch der Sr/Rb und A/K Methoden an Glimmern, Feldspàten und Gesamtgesteinen sowie durch die Pb/U Methoden an Zirkonen von 16 dem metamorphen Komplex des Hoggars angehôrenden Gesteinen ausgefûhrt.

Zwei Abschnitte der Zirkonbildung haben sich erwiesen. Der erste umfasst die grôssere Anzahl der beàrbeiteten Gesteine und ist etwa 650 Mio. a. ait. Der zweite, druch eine einzige Probe vertretene (Granit von Ouallen), hat mehr als 1900 Mio. a.

Dieser Schluss wurde durch die Ergebnisse der anderen Methoden sowie durch die Uberein-stimmung mit den in anderen Laboratorien gefundenen Werten bekraftigt.

CoAep)KaHHe

3Arap niWHOTO, A O J I H JIEflAH H KnaBflHa JI3 . . . . r e o x p o H O J i o r H q e c K o e H s y ^ i e H H e HecKOJibKHx n o p o f l K p H c x a j i J i H M e c K o i t

ocHOBH Xorapa B iieHTpaJibHoH Caxape

HsMepeHHH BOspacTOB 6UJIH n p o H S B e f l e H H u n o MeTo^y Sr/Rb H A / K Ha c j i i o f l a x , $eJifaflmnaTax H oCmeESHiux nopo;;ax, a l a K - s c e H no M e i o f l y Pb/U Ha qHpKOHax 16 H

pasHBJX nopofl K p H C T a j i J i H q e c K o i i O C H O B U Xorapa. JlBa nepHOfla (JiopwaDiHK UHpKOHOB ôbiJiH o n p e f l e j i e H H . IlepBHÎi, 6 5 0 M.II , n p e ^ C T a B J i H e T

ôoJibiïïHHCTBO nopoA. BTopoa, 1 9 0 0 MJI, npeflCTaaJieH lOJibKO O A H H M o Ô p a s ^ H K O M ( r p a -HHTOM H3 Y a j i e H ) .

3TH iiHCJia noATBepat;i;aK)TCH H flpyrHMH M e i o f l a n H H c o o T B e T C T B y i o T T a K - x e n 3 M e -peHHHM B flpyrHx j i a Ô o p a T o p H H x .

INTRODUCTION

D'après les travaux de C. Kilian (1) et de M. Lelubre (2), on reconnaît dans le socle cristallophyllien du Hoggar deux séries métamorphiques et éruptives séparées par une discordance majeure, qui correspondraient à deux cycles orogéniques antécam-

• 6° 1° 2• 3• 4• 5 27 0 21°'+-----+-----~f--------------+------;-~rrrrn-r,--+-----+-----I

a•

26°

24°

23°

22°

Tin Touafa 01808

Tinnirt 02048

In Rabir 1 0 /05667 2 .,, Is se dien n e

Tim Missaou 1203

IrïEcker ' 0127 ·

Fort Laperrine . 0 3407 .

0 3410

Ouan Rechla ·Q

Ligende

pg Wl#A D 1:- :- :I -

erouenout • 0 661 .• ,· ...

Nazoubir · 24•

0443. 522 444 523

Crétacé

Tassilis

Pharusien

Suggarien

Volcanisme

26°

2s0

23°

22°

21°

2• 3• 5• 5• 7•

Fm. 1. - Localisation des échantillons du Hoggar étudiés.

E. p i cc iOTo et al. — GéOCHRONOLOGIE DU SOCLE CRISTALLOPHYLLIEN DU HOGGAR 4 8 5

briens : le Suggarien et le Pharusien, plus récent. Sur ce socle pénéplané, sont venus se déposer les sédiments des Tassilis dont le terme inférieur est attribué au Cambro-Ordovicien.

L'étude géochronologique de cette vaste région, nécessairement compliquée puisque au moins deux cycles orogéniques y ont été reconnus, en est encore au stade prélimi­naire. Des résultats de mesures isotopiques ont déjà été publiés par différents groupes

Nous présentons ici les résultats d'une étude géochronologique préliminaire menée sous l'égide du Bureau des Recherches Géologiques et Minières qui nous a fourni les échantillons spécialement collectés dans ce but. Les mesures isotopiques ont été effectuées à Bruxelles (à l'exception de quelques analyses de plomb qui ont été effectuées à l'Institut de Physique de l'Université de Berne). Le Laboratoire de Géologie Nucléaire de l'Université de Pise nous a aimablement communiqué quelques résultats inédits de mesures des rapports Argon/Potassium et Strontium/Rubidium.

Les études antérieures de régions cristallophylliennes polymétamorphiques ont montré qu'on ne peut espérer déchiffrer leur chronologie qu'en utilisant le maximum de méthodes possibles sur le plus grand nombre de minéraux et de roches. Il est particulièrement important de disposer des résultats des méthodes Plomb/Uranium sur zircons et de la méthode des isochrones basée sur les rapports Strontium/Rubidium sur des échantillons de roches totales. En effet ces deux méthodes permettent de véri­fier l'hypothèse de base des méthodes géochronologiques, à savoir que le système étudié s'est comporté en système fermé depuis sa formation. C'est seulement dans ce cas que le paramètre t tiré de l'équation ('ï^ représente l'âge de formation du système.

Dans l'espoir de rendre le plus objectif possible l'exposé des résultats, nous nous proposons d'éviter l'emploi du terme « âge » pour exprimer les valeurs calculées d'après les rapports isotopiques. Ces valeurs se déduisent de l'équation fondamentale :

où [R] et [S rad] sont les concentrations molaires respectives du nuclide radioactif et du nuclide stable produit par la désintégration de R. [Sraal est tiré de la différence [St] - [So] où [St] est la concentration totale du nuclide S et [So] la concentration du nuclide S présent au moment t = O.

Nous représenterons ces valeurs calculées par la lettre t suivie du symbole chi­mique de l'élément auquel appartient l'isotope radiogénique. Dans le cas particulier du t tiré du rapport Pb-207/Pb-206, nous utiliserons le symbole : t Pb-207/206. On spéci­fiera également le système géochimique sur lequel a porté la mesure (minéral ou roche) ainsi que le rapport [So]/[St] utilisé dans le calcul de [Srad]-

(3, 4, 5).

MÉTHODES UTILISÉES

Les techniques utilisées sont similaires à celles décrites par L. T. Aldrich et al. (6) pour le Rubidium et le Strontium et par G. R. Tilton et al. (7) pour le Plomb et l'Ura­nium. Elles ont été décrites en détail dans S. Deutsch et al. (8).

486 COLLOQUE INTERNATIONAL DE GéOCHRONOLOGIE ABSOLUE NANCY, 3-8 MAI 1965

Le spectromètre de masse utilisé a été construit au Service [Reinharz et a/. (9)]. Il est du type Nier, de 32,7 cm de rayon de courbure et il est équipé d'un détecteur à multiplicateur d'électrons. On a pu tenir compte des effets de fractionnement isotopique dans le cas de la spectrométrie du Strontium en utilisant la technique du double traceur isotopique.

Les erreurs affectant les valeurs de t tiennent compte : — des erreurs expérimentales sur les rapports isotopiques mesurés au spectro­

mètre de masse (erreurs qui ne dépassent pas 1 %, sauf dans le cas du Rubidium où elles sont de l'ordre de 3 %);

— de l'incertitude sur l'estimation de la fraction radiogénique de Strontium ou de Plomb.

On n'a pas tenu compte de l'incertitude sur les constantes de désintégration. Il peut être utile de rappeler qu'elle atteint encore 6 % pour le Rb-87 et le K-40 pour lesquels nous avons utilisé les valeurs suivantes :

X —Rb = 1,47. 10-11 a - i Xe — K = 5,85 . l O - n a - i — K = 4,90 . lO-i» a - i On a admis pour le Strontium commun une valeur uniforme du rapport

Sr-87/Sr-86 = 0,712 et pour le Plomb commun les rapports isotopiques suivants : Pb-204/Pb-206/Pb-207/208 = 1/17,96/15,63/37,80. Ils correspondent à une valeur de t = 520 m. a. dans le modèle de Houtermans et Holmes.

PRÉSENTATION ET DISCUSSION DES RÉSULTATS

Cinquante valeurs de t ont été mesurées à partir de 16 roches recueillies en divers points du Hoggar. La localisation des échantillons est donnée à la carte (fig. 1) et au tableau I ainsi que la nature des roches et leur attribution probable à l'un ou l'autre des deux cycles, d'après la carte géologique du B.R.G.M.

Les résultats analytiques figurent aux tableaux II et III. La description des échan­tillons sera donnée ailleurs.

Les valeurs des t sont présentées au tableau I et à la figure 2. Le fait le plus frappant est la discordance générale de ces valeurs obtenues aussi bien sur les divers minéraux d'une même roche que par diverses méthodes sur le même minéral. Mêmes les t Pb des zircons présentent des discordances internes.

Malgré l'aspect décourageant, mais nullement inattendu, de ce tableau, nous pouvons tenter d'en tirer une interprétation. Nous ferons cette discussion sans aucune idée préconçue sur les attributions géologiques des échantillons.

t Pb des zircons.

L'utilisation du graphique «Concordia», désormais classique, montre (fig. 3) que tous les t Pb obtenus sur les zircons, sauf celui de Ouallen 1191 sur lequel nous revien­drons, s'alignent sur une droite qui recoupe la courbe « Concordia » à sa partie supé­rieure en un point correspondant à 650 m. a. L'intersection inférieure est comprise entre 50 et 100 m. a. L'interprétation la plus plausible est que les zircons de ce groupe, provenant de cinq granités différents, ont tous cristallisé il y a 650 m. a. environ.

E. p i c c i o T o et al. GéOCHRONOLOGIE DU SOCLE CRISTALLOPHYLLIEN DU HOGGAR 487

2000

1900

1600

1700

1200

M.A.

LEGENDE

+ A/K A Sr/Rb sur biotitc A Sr/Rb sur muscovitc ou feldspath A Sr/Rb sur roche totale

D 206/238 sur zircon

I 207/206 sur Zircon

noo-

woo-

5 0 0 -

300

î •!! -8 î

fi 5

S. 3 3" '*

3 3 33 U

O)

3

ZIze

» E. ZIze 3

len

1035

1192

Cft n O c 3

FiG. 2. — Ages isotopiques des minéraux et roches du Hoggar étudiés.

oe 00

REFERENCES B. R . G. M. LONGITUDE E. LATITUDE S. ATTRIBUTION

TYPE DE

ROCHE MINERAL METHODE "AGE"

(en M. A. )

Fort-Laperrine (Torsournine)

3 405 5°11'45" 22'56'20"

Suggarlen Granité à biotite et muscovite

Biotite Muscovite Zircon

Sr/Rb Sr/Rb Pb'^ /Pb"'

445 ±

665 ±

30 40 30

3 406 5''10'45" 22''54'05"

Suggarien Granité à bi otite et muscovite

Biotite Zircon

Sr/Rb Pb / P b Pb'»7u'" Pb'°Vu'"

545 ± 655 ± 530 ± 555 ±

15 30 15 15

Fort - Laperr ine (Anfeg)

3407 5''48'30" 22''20'45"

Suggarien Granité à bi otite

Biotite Zircon

Sr/Rb Pb^'VPb^"* Pb /U ' Pb"7u"'

700 ± 635 ± 595 ± 600 ±

35 30 15 15

3410 Suggarien Granodiorite Biotite Zircon

Sr/Rb P b ' ° 7 P b " ' Pb'°*/U"« Pb'°7u"'

635 ± 630 t

505 ± 525 ±

30 30 15 15

12 7 50 i ' 3 o " 24°43'

SI 1 fTCTQ r*! on muscovite

Mu s c 0 V it e Sr/Rb 570 ± 30

Tin Begane 167 5°49'30" 21°58'40"

Suggarien Micaschiste à biotite

Biotite Sr/Rb 555 ± 2 5

Aheleheg (sommet)

Pharusien Granité à biotite

Zinnwaldite Sr/Rb 4 9 5 ± 15

Tinnirt 2 04 8 Pharusien syntectonique

Granité à microcline

Biotite Zircon

Sr/Rb Pb^'VPb"' P b 2 0 6 ^ ^ 2 3 8

P b 201/^235

520 ± 610 ± 410 ± 440 ±

25 30 15 15

Tin Touafa 1 808 Pharusien syntectonique

Granité à deux micas

Biotite Roche totale Zircon

Sr/Rb Sr/Rb Pb^'VPb^"» pb206^U23B P b ' ^ / U " '

525 ± 510 ± 590 ± 355 ± 390 ±

15 100 40 15 20

Elbéma 2 023 Pharusien "Taourirt"

Granité à biotite et muscovite

Biotite Sr/Rb 480 ± 15

O o 10 e H 9

% m O

i e H O H-O ft 8 9 O O f o e E3

o f e td

n ,"1 ce

(O a» en

Issédienne 5 667 Pharusien "Taourirt"

Granité à Biotite biotite

Sr/Rb 470 t 15

In Rabir 1 Pharusien syntectonique

Granité à biotite

Biotite Sr /Rb 510 ± 15

ir 2 Pharusien syntectonique

Granité à biotite

Biotite Sr /Rb 620 ± 30

Tim Missaou 1 203 Pharusien Quartzite à muscovite

Roche totale Sr /Rb 505 ± 60

In Zize 1 035 2°37'30" 23»30'30"

Post-Suggarien Rhyolite Roche totale Sr /Rb 550 ± 30

Ouallen 1 191 1"'48'15" 24''06'

Pharusien Granité m i g -matitique (? ) à biotite et muscovite

Biotite Zircon

Sr /Rb Pb^^/Pb'"' Pb^o'/U"» P b " " / U ' "

745 ± 1 885 ± 1 100 ± 1 395 ±

35 80 30 35

1 192 1">52' 24°04'45"

Pharusien Granité m i g -matitique (? ) à biotite et muscovite

Muscovite Sr /Rb 1 795 ± 50

Nazoubir 443 7°25' 23°50'

Pharusien syntectonique {? )

Granité à biotite et amphibole

Biotite Sr /Rb 525 ± 25

444 7'>28' 23»51'50"

Pharusien syntectonique (? )

Granité à biotite et amphibole

Biotite Sr /Rb 515 ± 25

522 7»28'15" 23°53'

Pharusien syntectonique (? )

Granité à biotite et amphibole

Biotite Zircon

Sr /Rb P b " " / P b ' " Pb^'Vu"» Pb^Vu"'

530 ± 625 ± 545 ± 565 ±

35 30 15 15

523 7">25'30" 23»50'50"

Pharusien syntectonique (? )

Granité Zircon Pb^'"/Pb"° Pb' '" /U"' P b ^ ' / U " '

650 ± 515 ± 540 ±

30 15 15

Serouenout 661 Pharusien Micaschis te Muscovite Sr /Rb 960 ± 95

Ouan Rechla 7»5'45" 20°26'30"

? Pegmatite Zinnwaldite Zinnwaldite

a l térée

Microcl ine

Sr /Rb Sr /Rb

Sr /Rb

510 ± 470 ±

500 ±

15 15

15

TABLEAU I. — Ages des m i n é r a u x et des r o c h e s du Hoggar é tudiés . Constante utilisée pour les calculs : XBk-« = 1,47.10"" a-'.

2 n n o H O

a w-o n iS a o 55 o r o »

o

o n r H o a co H >•

r o » t-r H

a G a o a a > V

0 0 c o

490 COLLOQUE INTERNATIONAL DE GéOCHRONOLOGIE ABSOLUE NANCY, 3-8 MAI 1965

7\,iiir x_i j \ iZj X-J Lj u , R. G. M. NATURE DE L'ECHANTILLON

CONCENTRATIONS (en Sr commun Sr-87 radiog.

ppm) Rb

Sr-Sr-

87 rad. 87 tôt. "

Fort -Laperr ine 3 405 Biotite 62, 8 0, 83 447 16, 0 (Torsournine) 78, 8 0, 89 398 14 0

3 406 Biotite 1 Q 1

1 y, 1

1 f^A 1 , 0 4 677 53, 7

Fort -Laperr ine 3407 Biotite 37, 8 1, 77 601 4 0 , 2 (Anfeg) 3410 Biotite 36, 7 1, 80 677 4 1 , 4

In Ecker 127 Muscovite 97, 6 1, 83 769 31 ,3

Tin Begane 167 Biotite 17, 6 1, 02 438 4 5 , 2

Aheleg (sommet Zinnwaldite 2, 5 19, 12 9. 420 99, 9

Tinnirt 2 048 Biotite 22, 8 1 ,42 654 47, 1

Tin Touafa 1 808 Biotite 9, 2 2, 93 1. 340 82, 0

1 808 Roche totale < 148, 9 l 153, 8

C 0, 50 ? 0 ,45

( 260 ,4 l 220 ,4

5 4, 8 ( 4 , 1

Elbema 2 023 Biotite 7, 3 2, 27 1. 130 81, 7

Issédienne 5667 Biotite 11, 8 2 ,49 1. 262 75,2

In Rabir 1 Biotite 9, 2 0, 65 306 50, 3

2 Biotite 21, 1 0, 73 2 82 33 ,2

T im Missaou 1 203 Roche totale yo, u 0, 44 233 6 , 2

In Zize 1 035 Roche totale 9 9 8, 1

n 9 Q u , ^ Î7

0 ,28

127 123

2 9 , 5 33 ,3

Ou ail en 1 191 Biotite 68 1 2 66 851 35, 9

1 192 Muscovite 3 7, 2 6, 65 I. 052 71, 9

Nazoubir 443 Biotite 20, 0 1,11 509 44, 6

444 Biotite 22, 5 1, 02 4 70 3 9 , 3

522 Biotite 59, 6 0, 84 380 16 ,9

Serouenout 661 Muscovite 132, 8 1, 09 2 72 10,6

Ouan Rechla Zinnwaldite 3, 1 13 ,67 6. 397 98 .6

Zinnwaldite 3, 7 21 ,40 10. 891 9 8 . 8 a l térée

Microcl ine 10, 0 4, 66 2. 221 87, 0

TABLEAU II. — Résul tats ana ly t iques obtenus par la m é t h o d e S r / P b .

mais ont perdu une fraction variable (de 10 à 50 %) de leur plomb depuis ce moment. On voit également sur le graphique que les zircons les plus riches en Uranium ont perdu le plus de Plomb, suivant le comportement généralement observé.

Deux cas théoriques extrêmes peuvent être envisagés pour rendre compte de cette perte de Plomb : une perte continue par diffusion à un taux constant ou une perte

E. p icc ioTo et al. — GéOCHRONOLOGIE DU SOCLE CRISTALLOPHYLLIEN DU HOGGAR 491

REFERENCES B. R.G. M. CONCENTRATIONS (en ppm) Pb U

COMPOSITIONS ISOTOPIQUES 204 206 207 208

Pb rad. „ Pb tôt. ̂ °

Fort - Laperrine (Torsournine)

3405

3406 63 9 646

0, 16 82 100 1 no

8, 582 fl ^ fin o, 0 ou

19 ,48

22 59

90, 5

90, 6

Fort - Laperrin e 3407 94, 0 887 0, 1367 100 8, 035 1 7, 63 92, 1

3410 81, 0 879 0, 1327 100 7, 96 7 21 ,25 92, 6

Tinnirt 2 04 8 97 1 .417 0, 1331 100 7, 923 11 ,316 91, 9

Tin Touafa 1 808 107, 3 1. 548 0, 2270 100 9, 240 27, 20 87, 9

Nazoubir 523 76 766 0, 2150 100 9, 210 25, 29 88,4

Nazoubir 522 69 692 0, 1309 100 7, 921 21, 50 92, 7

Ouallen 1 191 250 1. 230 0, 09107 100 12, 59 13, 24 94, 9

TABLEAU III. — Résul tats ana ly t iques obtenus par la méthode P b / U sur z i rcon . — Composition isotopique du Pb de correction adoptée pour tous les zircons sauf Ouallen 1191 (Pb de

Gundafa — S. de Marrakech — n° 86 du Laboratoire de l'Institut de Physique de Berne. Age conventionnel : 5 2 0 y i . \ . ) :

Pb-204 Pb-206 Pb-207 Pb-208

1 17,96 15,63 37,80 — Composition isotopique du Pb de correction adoptée pour le zircon Ouallen 1191 (Pb de Senga-Senga

(Kasaï) n° 34 du même laboratoire. Age conventionnel : 1040 M. A.) :

Pb-204 Pb-206 Pb-207 Pb-208

1 17,32 15,70 37,25

au cours d'un épisode unique. Dans ce dernier cas, l'épisode aurait dû être plus jeune que 100 m. a.

Notons que le zircon du granité de Torsournine 3405, dont nous ne connaissons que le t Pb-207/206 qui est égal à 665 ± 30 m. a., doit vraisemblablement être rattaché à ce groupe.

Par contre, le zircon du granité de Ouallen 1191 est certainement beaucoup plus ancien que 650 m. a. Les t Pb de ce zircon sont fortement discordants et il est par consé­quent impossible de déterminer d'une manière univoque le moment de sa cristallisation. On peut cependant envisager les hypothèses suivantes :

1. Tous les zircons de cette roche ne sont pas cogénétiques; il s'agirait d'un mélange de zircons plus jeunes (par exemple 650 m a.) et plus anciens que 1 800 m. a.

2. Il s'agit de zircons cogénétiques qui ont perdu une fraction importante de leur plomb depuis leur cristallisation. Si cette perte s'est faite d'une façon épisodique à 650 m. a., leur âge de cristallisation serait d'environ 2 500 m. a. Si la perte de plomb est récente ou s'est faite d'une façon continue, l'âge serait d'environ 1 900 m. a.

t Sr et t A.

On peut voir sur la figure 2 que les t Sr et t A se groupent suivant un schéma simi­laire à celui des t Pb pour les zircons, c'est-à-dire qu'on peut y distinguer deux groupes de valeurs :

492 COLLOQUE INTERNATIONAL DE GéOCHRONOLOGIE ABSOLUE NANCY, 3-8 MAI 1 9 6 5

— un groupe de t compris entre 700 et 450 m. a., qui englobe pratiquement tous les échantillons;

— un groupe de t beaucoup plus anciens représenté uniquement par les minéraux du granité de Ouallen.

206/238

0,1A-

800 M A.

0,12-

0)}

100 >

700.

600>

650.

FL3A07 [U=887ppm]

500>

Nz 522 [690] FL 3i06 [6461

Nz 523 (76® FL 3410 [8791

400/ Ti 2048 IÎ415I

TT 1808 IÎ548]

300/

200,

' I I I I ' I I I ' I I I 1 I I I I I

0,1 0,2 Q3 OA 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 IjO 1,1 1,2

FiG. 3. — Ages de zircons du Hoggar sur diagramme Concordia. 207/ 235

Nous n'entrerons pas ici dans une discussion détaillée de ces résultats. Compte tenu des phénomènes bien connus de « rajeunissement » des biotites et des muscovites, les

~ ~ ~ 270--t--------+---------+--------+--------,--4,---~-----+---------+--------r no

26°

25°

LABORATOIRES DE:

• Br uxe tt e s , Berne

T Clermont_ Ferrand

• Pj s e , Berne 26°

24°

I Sr.M 17951 /

Sr. RT 550 _,,,

23°

Gr, nite Sr. 8, Torsourn i ne Sr. M

3405 Pb.Z

Granite Torsournine

3406

Granile Sr. B 535 lmezzarène A. B 640

• 22°

Gra.nite Tin To u a f a

Sr. 8 525 Sr. RT 510

Pb Z [i~~ • •

Granite Sr. 8

Tinnirt Pb. z

Qu,rlzite Tim Missaou Sr. RT 505 Légende

25°

24°

23°

§§ Crétacé - Tas si lis

D 21°

Pharu sien

Pegmatite Sr.Zw510 CJ Suggarien Ouan Rechl, Sr. Mi 500

. • - Vo lean isrne

20° ,. 2• 30 4• 5• 5• 1• a•

B. Biotit• M. Muscovit• Zw. Zinnwaldite Mi. Microcl i ne . Pb207/ Pb20

'

Z. Zircon Pb'"'t u'" Sr: mothod• Sr/Rb Pb: môthod« au Pb A: miithod• A/K

FIG. 4. - Résultats géochronologiques obtenus sur les échantillons étudiés.

E. p i cc ioTO et al. — GéOCHRONOLOGIE DU SOCLE OHISTALLOPHYLLIEN DU HOGGAR 4 9 3

valeurs de t A et t Sr sur ces minéraux sont généralement dépourvues de signification géologique. Nous retiendrons les observations suivantes :

— le t Sr roche totale de 510 ± 100 du granité de Tin Touafa n'est pas en contra­diction avec l'âge de 650 m. a. attribué aux zircons, ce qui permet de fixer un âge d'environ 650 m. a. à la cristallisation de ce granité dans son ensemble;

— l'extrusion de la rhyolite d'In Zize peut être datée à 530 ± 30 m. a., d'après le t Sr roche totale;

— la pegmatite d'Ouan Rechla s'est vraisemblablement formée à une date voisine de 505 m. a. d'après la concordance des t Sr sur le microcline et sur la zinnwaldite de cette pegmatite;

— les t Sr et t A des micas du granité d'Ouallen, largement supérieurs à 650 m. a., apportent un important complément d'information aux conclusions tirées du t Pb du zircon de cette roche. Ils indiquent que la discordance des t Pb serait due à une perte de plomb par diffusion continue ou à une perte épisodique récente, ce qui permet de fixer un âge d'environ 1 900 m. a. pour la cristallisation de ce zircon et fort probable­ment pour la formation de toute la roche.

Il faut noter le sens inhabituel des discordances entre t A et t Sr sur biotites. t A est presque toujours plus grand que t Sr. Cette discordance atteint la valeur considérable de 1 000 m. a sur la biotite d'Ouallen. Nous ne tenterons pas ici une discussion de ces faits et nous versons ces observations au dossier de la discussion ouverte à ce propos par G. L. Kulp et J. Engels (10) d'une part, et par P. M. Hurley et al. (11), D. Krumme-nacher (12) et d'autres, d'autre part.

CONCLUSIONS

Nos résultats viennent confirmer et préciser ceux qui ont été obtenus par le groupe de Clermont-Ferrand et le groupe de Pise-Berne. L'ensemble de ces résultats est figuré sur la carte de la figure 4. Nous avons exclu de cette représentation les roches pour les­quelles on ne dispose que de t A ou de t Sr sur biotites.

L'examen de cette carte nous amène aux conclusions suivantes qui, vu la faible densité des points, ont un caractère tout à fait préliminaire.

On peut distinguer deux périodes de minéralogénèse et de pétrogénèse que nous appelerons la période I et la période II.

La période I date d'environ 1 900 m. a. La période II date d'environ 650 m. a.; on pourrait y rattacher les t Sr de 550 et

500 m. a. (rhyolite d'In Zize et pegmatite d'Ouan Rechla) qui correspondraient à des stades tardifs de cette même période.

Ces deux périodes sont séparées par une lacune considérable de 1 300 m. a. Il est fort possible que cette lacune sera comblée lorsqu'un plus grand nombre d'échantillons auront été étudiés.

La répartition géographique des résultats n'a pas une grande signification pour le moment, de nouveau à cause de la faible densité des points. On remarquera cepen­dant que les manifestations de la période I ont été trouvées uniquement dans la partie

4 9 4 COLLOQUE INTERNATIONAL DE GéOCHRONOLOGIE ABSOLUE NANCY, 3-8 MAI 1 9 6 5

ouest de la région étudiée. Il n'y a pas d'indice jusqu'à présent de la période I dans la partie centrale ou dans la partie est. On trouve bien dans la partie centrale trois valeurs de t supérieures à 650 m. a., qui sont les points marqués : Tifinamine, Tifoudjidjine et Serouenout. Il s'agit là de t Sr mesurés sur des roches totales ou des muscovites de roches métamorphiques d'origine sédimentaire et qui contiennent une faible proportion de Sr„a. Ces t ont été calculés avec un rapport Sr-87/Sr-86 = 0,712 et n'ont aucune signi­fication réelle car on sait que dans ce genre de roche le rapport Sr-87/Sr-86 peut attein­dre des valeurs beaucoup plus élevées.

Il est trop tôt pour essayer d'établir une corrélation entre ces résultats et les obser­vations de terrain. On pourrait être tenté de rattacher la période II au cycle pharusien et la période I au cycle suggarien. La plupart des résultats obtenus jusqu'à mainte­nant pourrait rentrer dans le cadre de cette hypothèse de travail. Deux contradictions méritent cependant d'être relevées :

— le granité d'Ouallen, cartographié comme Pharusien, a dû cristalliser il y a environ 1 900 m. a.

— les granités de la région de Fort-Laperrine, cartographiés comme Suggariens, ne peuvent avoir été formés il y a plus de 600 à 700 m. a.

De nombreuses mesures, par toutes les méthodes isotopiques possibles, seront encore nécessaires avant qu'on puisse arriver à une image claire de la géochronologie de cette région.

REMERCIEMENTS

Ce travail a été effectué dans le cadre de la convention U. L. B.-B. R. G. M. (23 mai 1961) et du contrat d'association U. L. B.-EURATOM-C. N. E. N. (n° 013-61-7.AGEC). Il a également bénéficié de l'aide financière de l'Institut Interuniversitaire des Sciences nucléaires.

Nous remercions M™e s. Deutsch et M. P. Pasteels pour de fructueuses discussions ainsi que M. A. Giulani pour son aide dans les analyses chimiques.

BIBLIOGRAPHIE

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INTERVENTIONS

M. COPPENS. — Malgré les attaques dont elle a été l'objet, la méthode Pb207/Pb206 semble être celle qui donne les meilleurs résultats et l'âge moyen de 650 M. A. qu'elle souligne a été confirmé par les rapports Pb206/U238, Pb207/U235 et la courbe Concordia.

L'histogramme des résultats 207/206 établi d'après vos données montre un maximum pour des âges compris entre 550 et 660 M. A. et un étalement très net vers les valeurs plus faibles (jusqu'à 590 M. A.). Attribuez-vous ceci à une perte préférentielle de Pb207 ?

M. PiccioTTO. — Les erreurs de mesures peuvent provoquer cette dispersion.

M. COPPENS. —• Le fait de trouver parfois des zircons de « t » très élevé peut très bien se comprendre. Ces zircons peuvent provenir de sédiments anciens ou de roches anciennes bien loca­lisés et repris par une granitisation plus récente, ce que vous confirmez d'ailleurs en indiquant que ce phénomène ne se produit que dans une certaine zone.

Il est possible par ailleurs que de tels zircons anciens existent dans les autres échantillons, mais dans une proportion si faible qu'elle est sans influence sur le résultat moyen final. On pourrait en dire autant d'ailleurs des zircons plus jeunes.

M. Rocci. — La contradiction apparente soulignée par M. Picciotto entre la géologie et les résultats géochronologiques de l'Ouest du Hoggar, est en réalité conforme au schéma que j'ai proposé dans ma communication. La région en cause est à l'Ouest du grand accident Ahnet-Accra de R. Karpoff (1948). De plus, on y relève une biotite à 745 M. A. qui pourrait marquer l'influence des soulèvements sialiques de l'Est. Enfin, plus au Sud, près du même accident, il existe dans la Boucle du Niger des séries plissées contenant un « orthogneiss » dans la région de Bourré qui a donné autrefois un âge très récent.

M. HOUTERMANS. — Quel plomb commun avez-vous choisi pour effectuer vos corrections ?

M. PiccioTTO. — Un plomb commun correspondant à un âge modèle de 500 M. A,

M. ROQUES. — Je voudrais faire une remarque, non pas sur la méthodologie analytique, mais sur la méthodologie du prélèvement. Un prélèvement dispersé augmente considérablement les diffi­cultés de l'interprétation. Les expériences faites semblent avoir montré qu'il est préférable de concentrer les mesures dans une toute petite région pour en avoir une connaissance précise. La méthode des coupes, telle qu'elle est pratiquée par M"« Jâger, me semble excellente.