Quaternary calc-alkaline and alkaline volcanism in an hyper-oblique convergence setting, central Myanmar and western Yunnan (7 fig., 2 tabl.)

• Autores: René C. Maury, M. Pubellier, Claude Rangin, Laurence Wulput, Joseph Cotten, Anne Socquet, Jean-Philippe Guillaud
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 175, Nº. 5, 2004, págs. 461-472
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Volcanisme calco-alcalin et alcalin quaternaire en contexte de convergence hyper-oblique (Myanmar central et Yunnan occidental)
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• Resumen
  • English

    Quaternary to recent volcanic centres located in Central Myanmar basin and in western Yunnan (Tengchong rift) display contrasted geochemical signatures. Mt. Popa lavas range in composition from calc-alkaline to potassic calc-alkaline and derive from partial melting of a subduction-modified mantle. The Monywa Holocene maars are made up of absarokites thought to result from low degrees of melting of a similar source. The Tengchong rift potassic calc-alkaline andesites and dacites also display typical subduction-related imprints. On the contrary, the geochemical signature of the Singu alkaline mafic basaltic trachyandesites which are offset by the Sagaing Fault suggests that they derive from the melting of deep enriched intraplate-type mantle, similar to the source of common Plio-Quaternary alkali basalts and related rocks from the Sundaland.

    The origin of this uncommon spatial and temporal magmatic association is connected to an unusual tectonic setting of hyper-oblique convergence. The collision between India and the Sundaland is marked by shear partitioning within Myanmar, a significant part of the right lateral motion being accommodated by the Sagaing Fault. Rapid uprise of high temperature alkaline magmas derived from the melting of enriched Sundaland-type mantle and channelled by Neogene fault planes parallel to the Sagaing Fault led to the emplacement of the Singu lavas. Active subduction of the Gulf of Bengal oceanic lithosphere resulted in the development of a Wadati-Benioff plane located 100 to 140 km beneath Mt. Popa and Monywa. The dehydration of this slab led to metasomatism and subsequent melting of the Central Myanmar mantle wedge, and finally to the emplacement of calc-alkaline and shoshonitic magmas in those volcanoes. The origin of the subduction-related signature of the Tengchong lavas has to be related to an older subduction event.

  • français

    Les laves quaternaires à récentes de quatre ensembles volcaniques situés dans la zone de collision entre la plaque indienne et la partie occidentale de la marge eurasiatique (Sundaland) ont été étudiées. Dans le centre du Myanmar (fig. 1), les données de GPS [Vigny et al., 2003] indiquent que cette convergence hyper-oblique implique une forte composante en décrochement accommodée pour partie sur la faille majeure de Sagaing et un très faible taux de raccourcissement au long de la fosse d'Andaman à cette latitude. On doit donc s'attendre, à l'échelle géologique, à une subduction assez lente au long de la fosse.

    Les trois grandes unités structurales de la région sont le prisme d'accrétion de l'Arakan, le bassin central birman et le plateau Shan, séparé des unités précédentes par la faille de Sagaing. Les centres volcaniques étudiés sont situés dans le bassin et leur localisation est contrôlée soit par d'anciennes failles transtensives (Mont Popa et Monywa), soit directement par la faille de Sagaing qui décale les coulées fluides de Singu. Sur la coupe tomographique (fig. 2) la subduction de la plaque océanique du golfe du Bengale sous la zone étudiée se traduit par la présence d'un plan de Wadati-Bénioff à 100-140 km sous les volcans quaternaires. Dans le Yunnan occidental, le rift volcanisé de Tengchong a une géométrie contrôlée par des directions de failles NE-SW et N-S, en régime de transtension respectivement senestre et dextre.

    Les laves du Mont Popa, un volcan composite constitué de coulées datées à 0,8-1 Ma par la méthode 40K-40Ar (tabl. I) et d'un cône pyroclastique holocène (fig. 3), sont calco-alcalines à calco-alcalines potassiques (tabl. II, fig. 4 et 5). Leur évolution des basaltes aux dacites semble partiellement contrôlée par la séparation d'amphibole et d'apatite (fig. 6). Les absarokites des maars holocènes de Monywa montrent également une empreinte géochimique de subduction (fig. 5) et, comme les basaltes du Mont Popa, sont susceptibles de dériver de taux de fusion variables (fig. 7) d'un manteau métasomatisé par des fluides provenant de la plaque subduite. Les andésites et dacites calco-alcalines potassiques du rift de Tengchong dérivent d'une source mantellique différente, mais ayant également été métasomatisée en contexte de subduction.

    Les coulées de trachyandésites basaltiques, datées à 0,25-0,31 Ma (40K-40Ar), du plateau de Singu ont une signature géochimique totalement différente de celle des magmas des trois ensembles précédents. Ces laves alcalines (tabl. II et fig. 4) riches en Nb, P, Zr et Ti (fig. 5) sont susceptibles de dériver de la fusion partielle d'un manteau enrichi profond de type intraplaque similaire à celui qui constitue la source des nombreuses émissions basaltiques alcalines miocènes et plio-quaternaires de la Sundaland au Vietnam, au Cambodge et en Thaïlande [Barr et Macdonald, 1981 ; Flower et al., 1996 ; Nguyen et al., 1996]. Les magmas alcalins sont remontés rapidement le long des plans de la faille de Sagaing, dont le rejeu récent a décalé ultérieurement les coulées de 2,7 à 6,5 km [Bertrand et al., 1998].

    L'origine de telles associations de laves calco-alcalines et alcalines dans les zones de convergence est généralement attribuée à l'ouverture de fenêtres asthénosphériques formées dans des contextes tectoniques complexes impliquant par exemple la subduction d'une dorsale active ou un processus de rupture de lithosphère subduite en régime post-collisionnel. Nous montrons qu'un processus beaucoup plus simple de convergence hyper-oblique est susceptible de provoquer la mise en place simultanée de laves alcalines et calco-alcalines, dérivées de la fusion partielle de sources mantelliques très différentes et remontant à la faveur de plans de failles dans une même zone géographique restreinte.