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Tectonometamorphic evolution of the Atbashi high- P units (Kyrgyz CAOB, Tien Shan): Implications for the closure of the Turkestan Ocean and continental subduction-exhumation of the South Kazakh continental margin

Authors :
Anthony Jourdon
Sylvain Gallet
Raphael Melis
Yann Rolland
Stéphane Guillot
Pierre Lanari
Chloé Loury
Carole Petit
Olivier Beyssac
Clément Ganino
Patrick Monié
Géoazur (GEOAZUR 7329)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut des Sciences de la Terre (ISTerre)
Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
University of Geneva
Laboratoire de tectonique (LT)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géosciences Montpellier
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université des Antilles (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Laboratoire de Géodynamique des Chaines Alpines (LGCA)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
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Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA)
Source :
Journal of Metamorphic Geology, Journal of Metamorphic Geology, Wiley-Blackwell, 2018, 36 (8), pp.959-985. ⟨10.1111/jmg.12423⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; The South Tien Shan (STS) belt results from the last collision event in the western Central Asian Orogenic Belt (CAOB). Understanding its formation is of prime importance in the general framework of the CAOB. The Atbashi Range preserves high‐P (HP) rocks along the STS suture, but still, its global metamorphic evolution remains poorly constrained. Several HP units have been identified: (a) a HP tectonic mélange including boudins of mafic eclogites in a sedimentary matrix, (b) a large (>100 km long) high‐P metasedimentary unit (HPMU) and (c) a lower blueschist facies accretionary prism. Raman Spectroscopy on carbonaceous material combined with phengite and chlorite multiequilibria and isochemical phase diagram modelling indicates that the HPMU recorded homogeneous P–T conditions of 23–25 kbar and 560–570°C along the whole unit. 40Ar/39Ar dating on phengite from the HPMU ranges between 328 and 319 Ma at regional scale. These ages are interpreted as (re‐) crystallization ages of phengite during Tmax conditions at a pressure range of 20–25 kbar. Thermobarometry on samples from the HP tectonic mélange provides similar metamorphic peak conditions. Thermobarometry on the blueschist to lower greenschist facies accretionary prism indicates that it underwent P–T conditions of 5–6 kbar and 290–340°C, highlighting a 17–20 kbar pressure gap between the HPMU‐tectonic mélange units and the accretionary prism. Comparison with available geochronological data suggests a very short time span between the prograde path (340 Ma), HP metamorphic peak (330 Ma), the Tmax (328–319 Ma) and the final exhumation of the HPMU (303–295 Ma). Extrusion of the HPMU, accommodated by a basal thrust and an upper detachment, was driven by buoyant forces from 70–75 km up to 60 km depth, which directly followed continental subduction and detachment of the HPMU. At crustal depths, extrusion was controlled by collisional tectonics up to shallow levels. Lithological homogeneity of the HPMU and its continental‐derived character from the North Tien Shan suggest this unit corresponds to the hyper‐extended continental margin of the Kazakh continent, subducted southward below the north continental active margin of the Tarim craton. Integration of the available geological data allows us to propose a general geodynamic scenario for Tien Shan during the Carboniferous with a combination of (a) N‐dipping subduction below the Kazakh margin of Middle Tien Shan until 390–340 Ma and (b) S‐dipping subduction of remaining Turkestan marginal basins between 340 and 320 Ma.

Details

Language :
English
ISSN :
02634929 and 15251314
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Metamorphic Geology, Journal of Metamorphic Geology, Wiley-Blackwell, 2018, 36 (8), pp.959-985. ⟨10.1111/jmg.12423⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....254501e972cc88767802a630088aa5e1