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International audience; To provide a better picture of the active geodynamics along the Variscan suture zones during the late collisional stage (particularly regarding the evolution of the orogenic system towards HT conditions), we focused here on vaugnerites, which consist of mafic ultra-potassic magmatic rocks, intrusive into the granite-gneiss sequences of the Variscan Vosges crystalline massif. Those rocks, though subordinate in volume, are frequently associated with late-collisional granites. In the Central-Southern Vosges, they appear either as (1) pluton margin of the Southern Vosges Ballons granite complex or (2) composite dykes intrusive into migmatite and metamorphic sequences classically referred to as granite-gneiss unit (Central Vosges). Both types correspond to melanocratic rocks with prominent, Mg-rich, biotite and hornblende, two-feldspar and quartz. Those Vosges vaugnerites display geochemical signatures characteristic of ultra-potassic mafic to intermediate, metaluminous to slightly peraluminous rocks. Zircon U-Pb ages were obtained by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Zircon grains were extracted from a sillimanite-bearing gneiss from the granite-gneiss unit hosting the Central Vosges vaugnerites. They yielded an age at 451 ± 9 Ma, indicating a pre-Variscan Upper Ordovician protolith for the host sequence. Zircon from the four vaugnerite intrusives display U-Pb ages (± 2s) of 340 ± 2.5 Ma (Ballons), 340 ± 25 Ma, 340 ± 7 Ma and 336 ± 10 Ma (Central Vosges). Synchronous within uncertainty, vaugnerite age data suggest a relatively early emplacement during the Late Variscan collisional history (i.e. Middle Visean times). These results are in line with previously published ages from the Southern Vosges volcano-sedimentary sequences (Oderen-Markstein) and the nearby ultra-potassic granite complexes from the Central and Southern Vosges (Ballons, Crêtes) thereby arguing for a magmatic event of regional significance. Recent petrological studies on vaugnerites suggest that they derive from partial melting of a metasomatized mantle contaminated to some different degrees by elements of continental crust. We propose here that the major ultra-potassic magmatic pulse at 340-335 Ma is a consequence of a significant change into the dynamics of the Rhenohercynian subduction system below the Central-Southern Vosges. In the light of recent thermo-mechanical modelling experiments on mature continental collision, magmatism could result from a syn-collisional lithospheric delamination mechanism involving (1) first, continental subduction evolving towards (2) the underthrusting of the Avalonian continental margin lower crust and (3) the initiation of lithospheric delamination within the supra-subduction retro-wedge (Saxothuringian-Moldanubian continental block). This delamination would drive the emplacement of an asthenospheric upwelling, initially localized along the Variscan suture zones, and gradually propagating towards the southern front of the belt during the Late Carboniferous, as the delamination front migrated at the base of the crust.; Afin d’avancer dans la compréhension de la géodynamique des zones de suture varisque au stade tardif de la collision (en particulier au regard de l’évolution du système orogénique en contexte de HT), nous nous sommes intéressés à la mise en place des vaugnérites, roches basiques ultra-potassiques intrusives au sein des ensembles granito-gneissiques de la croûte varisque des Vosges. Ces roches, souvent associées aux ensembles granitiques tardi-collisionnels, sont de faible extension mais quasiment toujours présentes au sein de ces systèmes. Elles affleurent (1) dans les Vosges méridionales, en masses plutoniques marginales du Granite des Ballons et (2) dans les Vosges centrales (région de Plainfaing), en filons composites, intrusifs dans un complexe de migmatites et de roches métamorphiques appelées granite-gneiss. Les vaugnérites sont des roches mélanocrates à biotite et hornblende magnésiennes, présentant des signatures géochimiques caractéristiques de roches ultra-potassiques mafiques à intermédiaires, métalumineuses à légèrement peralumineuses. L’âge U-Pb obtenu par ablation laser ICP-MS du zircon d’un gneiss à sillimanite du granite-gneiss encaissant des vaugnérites est de 451 ± 9 Ma, révélant un bâti pré-varisque à protolithe ordovicien supérieur. Les grains de zircon extraits de quatre vaugnérites donnent des âges U-Pb (± 2sigma) de 340 ± 2,5 Ma (Ballons), 340 ± 25 Ma, 340 ± 7Ma et 336 ± 10Ma (Vosges centrales). Les données de datation des vaugnérites, identiques aux incertitudes de mesure près, apparaissent donc cohérentes et révèlent un âge assez précoce dans l’histoire tardi-collisionnelle de la chaîne. Ces données, en accord avec les âges publiés préalablement sur ce secteur, montrent que les vaugnérites se mettent en place au Viséen moyen, au cours d’un événement magmatique majeur, exprimé tant dans les séries volcano-sédimentaires (Séries Oderen- Markstein) que dans les granitoïdes ultra-potassiques des Vosges méridionales (Ballons) et centrales (Crêtes). Les études pétrologiques récentes sur les vaugnérites suggèrent qu’elles dérivent de la fusion partielle d’un manteau métasomatisé et contaminé à différents degrés par des éléments de croûte continentale fondue. Nous proposons ici que ce « pulse » magmatique ultra-potassique d’ampleur à 340– 335 Ma soit le signe une évolution majeure dans la dynamique de la subduction de la lithosphère rhénohercynienne sous les Vosges centrales et méridionales. Sur le modèle d’expériences thermomécaniques récentes simulant le déroulement d’une collision continentale mature, il pourrait traduire les premiers effets d’un phénomène de délamination lithosphérique syn-collisionelle impliquant (1) une subduction continentale relayée (2) par le sous-charriage d’une lame de croûte inférieure de la marge continentale avalonienne et (3) l’initiation de la délamination lithosphérique au sein du prisme orogénique supra-subduction qu’était le bloc continental saxothüringien-moldanubien. Ce processus conduirait à la mise en place d’un « upwelling » asthénosphérique, initialement localisé aux zones de suture varisque et se propageant au cours de la fin du Carbonifère vers le front sud de la chaîne à mesure de la propagation du front de délamination à la base de la croûte.

International audience; To provide a better picture of the active geodynamics along the Variscan suture zones during the late collisional stage (particularly regarding the evolution of the orogenic system towards HT conditions), we focused here on vaugnerites, which consist of mafic ultra-potassic magmatic rocks, intrusive into the granite-gneiss sequences of the Variscan Vosges crystalline massif. Those rocks, though subordinate in volume, are frequently associated with late-collisional granites. In the Central-Southern Vosges, they appear either as (1) pluton margin of the Southern Vosges Ballons granite complex or (2) composite dykes intrusive into migmatite and metamorphic sequences classically referred to as granite-gneiss unit (Central Vosges). Both types correspond to melanocratic rocks with prominent, Mg-rich, biotite and hornblende, two-feldspar and quartz. Those Vosges vaugnerites display geochemical signatures characteristic of ultra-potassic mafic to intermediate, metaluminous to slightly peraluminous rocks. Zircon U-Pb ages were obtained by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Zircon grains were extracted from a sillimanite-bearing gneiss from the granite-gneiss unit hosting the Central Vosges vaugnerites. They yielded an age at 451 ± 9 Ma, indicating a pre-Variscan Upper Ordovician protolith for the host sequence. Zircon from the four vaugnerite intrusives display U-Pb ages (± 2s) of 340 ± 2.5 Ma (Ballons), 340 ± 25 Ma, 340 ± 7 Ma and 336 ± 10 Ma (Central Vosges). Synchronous within uncertainty, vaugnerite age data suggest a relatively early emplacement during the Late Variscan collisional history (i.e. Middle Visean times). These results are in line with previously published ages from the Southern Vosges volcano-sedimentary sequences (Oderen-Markstein) and the nearby ultra-potassic granite complexes from the Central and Southern Vosges (Ballons, Crêtes) thereby arguing for a magmatic event of regional significance. Recent petrological studies on vaugnerites suggest that they derive from partial melting of a metasomatized mantle contaminated to some different degrees by elements of continental crust. We propose here that the major ultra-potassic magmatic pulse at 340-335 Ma is a consequence of a significant change into the dynamics of the Rhenohercynian subduction system below the Central-Southern Vosges. In the light of recent thermo-mechanical modelling experiments on mature continental collision, magmatism could result from a syn-collisional lithospheric delamination mechanism involving (1) first, continental subduction evolving towards (2) the underthrusting of the Avalonian continental margin lower crust and (3) the initiation of lithospheric delamination within the supra-subduction retro-wedge (Saxothuringian-Moldanubian continental block). This delamination would drive the emplacement of an asthenospheric upwelling, initially localized along the Variscan suture zones, and gradually propagating towards the southern front of the belt during the Late Carboniferous, as the delamination front migrated at the base of the crust.; Afin d’avancer dans la compréhension de la géodynamique des zones de suture varisque au stade tardif de la collision (en particulier au regard de l’évolution du système orogénique en contexte de HT), nous nous sommes intéressés à la mise en place des vaugnérites, roches basiques ultra-potassiques intrusives au sein des ensembles granito-gneissiques de la croûte varisque des Vosges. Ces roches, souvent associées aux ensembles granitiques tardi-collisionnels, sont de faible extension mais quasiment toujours présentes au sein de ces systèmes. Elles affleurent (1) dans les Vosges méridionales, en masses plutoniques marginales du Granite des Ballons et (2) dans les Vosges centrales (région de Plainfaing), en filons composites, intrusifs dans un complexe de migmatites et de roches métamorphiques appelées granite-gneiss. Les vaugnérites sont des roches mélanocrates à biotite et hornblende magnésiennes, présentant des signatures géochimiques caractéristiques de roches ultra-potassiques mafiques à intermédiaires, métalumineuses à légèrement peralumineuses. L’âge U-Pb obtenu par ablation laser ICP-MS du zircon d’un gneiss à sillimanite du granite-gneiss encaissant des vaugnérites est de 451 ± 9 Ma, révélant un bâti pré-varisque à protolithe ordovicien supérieur. Les grains de zircon extraits de quatre vaugnérites donnent des âges U-Pb (± 2sigma) de 340 ± 2,5 Ma (Ballons), 340 ± 25 Ma, 340 ± 7Ma et 336 ± 10Ma (Vosges centrales). Les données de datation des vaugnérites, identiques aux incertitudes de mesure près, apparaissent donc cohérentes et révèlent un âge assez précoce dans l’histoire tardi-collisionnelle de la chaîne. Ces données, en accord avec les âges publiés préalablement sur ce secteur, montrent que les vaugnérites se mettent en place au Viséen moyen, au cours d’un événement magmatique majeur, exprimé tant dans les séries volcano-sédimentaires (Séries Oderen- Markstein) que dans les granitoïdes ultra-potassiques des Vosges méridionales (Ballons) et centrales (Crêtes). Les études pétrologiques récentes sur les vaugnérites suggèrent qu’elles dérivent de la fusion partielle d’un manteau métasomatisé et contaminé à différents degrés par des éléments de croûte continentale fondue. Nous proposons ici que ce « pulse » magmatique ultra-potassique d’ampleur à 340– 335 Ma soit le signe une évolution majeure dans la dynamique de la subduction de la lithosphère rhénohercynienne sous les Vosges centrales et méridionales. Sur le modèle d’expériences thermomécaniques récentes simulant le déroulement d’une collision continentale mature, il pourrait traduire les premiers effets d’un phénomène de délamination lithosphérique syn-collisionelle impliquant (1) une subduction continentale relayée (2) par le sous-charriage d’une lame de croûte inférieure de la marge continentale avalonienne et (3) l’initiation de la délamination lithosphérique au sein du prisme orogénique supra-subduction qu’était le bloc continental saxothüringien-moldanubien. Ce processus conduirait à la mise en place d’un « upwelling » asthénosphérique, initialement localisé aux zones de suture varisque et se propageant au cours de la fin du Carbonifère vers le front sud de la chaîne à mesure de la propagation du front de délamination à la base de la croûte.

International audience; In the Internal Western Alps, the Gran Paradiso massif is an eclogitic gneiss dome of Alpine age. It is largely composed of porphyritic metagranites which have long been interpreted as Variscan intrusives in a pre-Variscan basement. Strong deformation and metamorphism affected the entire massif during the Alpine orogeny. The present study confirms earlier, preliminary results that suggested a mid-Permian age for some of the granitic protoliths, thus postdating the last Variscan orogenic granitoids. We also extend that result to the bulk of the massif, from the top contact near Bonneval (Arc valley, France) to the structurally deepest part in Noasca (Orco valley, Italy). Six new U– Pb age determinations were carried out on zircons (IDTIMS and SHRIMP) from four porphyritic orthogneisses and two samples of host rocks with magmatic affinities. All ages are Permian, ranging from 264 to 277 Ma. The oldest ages pertain to the Noasca granite, in the core of the dome, and to a massive gneiss (Bivacco Carpano) that belongs to the main pre-granite metasedimentary and metavolcanic pile. Similar ages were obtained for granites and their host rocks, suggesting that a large part of the Gran Paradiso dome consists of volcanics, volcano-clastic rocks and granites of Permian age, rather than earlier Variscan assemblages. From their dominantly Permian protoliths, Gran Paradiso and other Piemonte massifs (Monte Rosa and Dora Maira), which are part of the Internal Crystalline Massifs, are very different in paleogeographic significance from the External Crystalline Massifs, which represent the European basement, where Permian magmatism is sparse. The Piemonte basement massifs may represent the easternmost edge of a Briançonnais – Grand-Saint-Bernard allochthonous terrane with more affinity to the Apulian basement than to the European basement.

The Western Alps comprise major outcrops of pre-Mesozoic massifs. Only the Upper Carboniferous units, rich in Coal Measures, were dated previously with some precision owed to their fossil content. Current progress in radiochronology, especially for the isotopic U-Pb on zircon dating method, has allowed advances regarding the age of the basement rocks. Six papers are reproduced, published between 1991 and 2002 (plus one on progress), where ages of rocks from seven basement massifs have been determined, most of them for the first time. The conventional method by isotope dilution in various laboratories (Brussels, Nancy, Zurich, Clermont- Ferrand) has yielded a number of results. Protolith age determinations by the conventional method were often hampered by inheritance problems in polycyclic orthogneisses and/or calc-alkaline metagranitoids. There, ion microprobes (SHRIMP at Perth and Canberra / ages marked by '*' hereafter, given within 1_____ errors ; Cameca IMS-1270 at Nancy / '**', id.) allowed establishing average 206Pb/238U zircon ages of polycyclic rocks. Comparative trials suggest a fair agreement between ages from both methods. __ External Crystalline Massifs.- The external-most 'Rameau Externe de Belledonne' micaschists yielded a minimum detrital zircon age of *570 Ma. Other authors have shown that the dominant rocks of the External basements are Carboniferous granites, while such formations are almost absent in the Internal zones. __ Internal Crystalline Massifs.- The Costa Citrin granite, apparently emplaced into the 'Zone briançonnaise' Upper Carboniferous series, has ages within error at the Visean-Namurian boundary (324 ± 17, 323 ± 8 Ma). In the 'Gneiss du Sapey', one orthogneiss (485 ± 50, *482 ± 5 Ma) and one metagranite (458 ± 41, *452 ± 5 Ma) are Ordovician in age. Four rocks of the Ruitor Massif (metavolcanics : 471 ± 5, 468 ± 22 Ma, augengneisses : **465 ± 11, 460 ± 7 Ma) also yielded Ordovician ages. In the Vanoise-Ambin Massifs two granophyres (507 ± 9, 511 ± 9 Ma) and one metarhyolite (484 ± 88, *500 ± 8 Ma) have late Cambrian to early Ordovician ages. Black metasediments of Vanoise have been intruded by the Cogne diorite during the Tournaisian (357 ± 24, *356 ± 3 Ma). The Gran Paradiso Massif felsic rocks have yielded only Permian ages : metavolcanics (271 ± 2.5, 279 ± 5 Ma), various generations of granite (272 ±32, *269 ± 6, 277.7 ± 3.3, 264-275, *271 ± 3, 274 ± 4 Ma) with one included enclave (281 ± 44, *263 ± 36 Ma). __ Similar ages have been found from some rocks of those units by other authors. Based on the available ages, the succession of Palaeozoic tectonic settings in the Penninic basements is different from the succession known in the External zones. More similarities are found with the Apulian plate (to the E) than with stable Europe (to the W). If confirmed, this statement might bring dramatic changes to the structural models of the Alps. Whatever the answer, the hypothesis of a Permocaboniferous age for all the Internal basements is definitely obsolete, while it was a basic tenet of the traditional Argand's model of 'Nappes de recouvrement'. Our current work questions alternate models, based on local stratigraphy and structures in the Vanoise and 'Zone houillère' realms. Late- to post-Eocene cover resedimentations might have occurred at the onset of subduction events. The main observable structures are related to vertical shortening during post-peak pressure exhumation., Les Alpes occidentales comprennent une part notable de terrains antérieurs au Mésozoïque. Sauf pour les séries houillères datées par des fossiles du Namurien au Stéphanien, l'âge des terrains n'était pas précisément déterminé. Le progrès des techniques radiochronologiques, en particulier de la datation du zircon par la méthode isotopique uranium-plomb, permet d'y ébaucher une chronostratigraphie. Dans six articles publiés de 1991 à 2002 et un à paraître, sept massifs dits de socle sont datés, la première fois pour plusieurs d'entre eux. Les âges ont été obtenus d'abord par la méthode conventionnelle (dilution isotopique) dans divers laboratoires (Bruxelles, Nancy, Zürich, Clermont-Ferrand). Pour plusieurs gneiss polycycliques ou ex-granitoïdes calco-alcalins où cette méthode était gênée par des problèmes d'héritage, des moyennes d'âges ponctuels 206Pb/238U sur zircon ont été obtenues avec les SHRIMP de Perth et Canberra (valeurs marquées * ci-après, données à 1_____ près) ou avec la sonde ionique Cameca IMS-1270 de Nancy (**, id.). Les cas où les deux méthodes ont été employées montrent un bon accord entre leurs résultats respectifs. __ Massifs cristallins externes.- Les micaschistes du Rameau Externe de Belledonne auraient moins de *570 Ma, âge minimal de leur zircon détritique. Par ailleurs, les massifs cristallins externes montrent surtout des granites carbonifères (datés par d'autres auteurs) qui sont presque absents des zones internes. __ Massifs cristallins internes.- Le granite de Costa Citrin aurait été mis en place dans le Houiller briançonnais vers la limite Viséen-Namurien (324 ± 17, 323 ± 8 Ma). Dans les Gneiss du Sapey un orthogneiss (485 ± 50, *482 ± 5 Ma) et un métagranite (458 ± 41, *452 ± 5 Ma) sont ordoviciens. Quatre roches du massif du Ruitor (métavolcanites: 471 ± 5, 468 ± 22 Ma, gneiss oeillés: **465 ± 11, 460 ± 7 Ma) ont aussi des âges ordoviciens. En Vanoise-Ambin deux granophyres (507 ± 9, 511 ± 9 Ma) et une métarhyolite (484 ± 88, *500 ± 8 Ma) datent du Cambro-Ordovicien. Intrusive dans les métasédiments noirs de Vanoise, la diorite de Cogne date du Tournaisien (357 ± 24, *356 ± 3 Ma). Le massif du Grand Paradis a livré uniquement des âges permiens, tant pour ses métavolcanites (271 ± 2,5, 279 ± 5 Ma) que pour diverses familles de granite (272 ±32, *269 ± 6, 277,7 ± 3,3, 264-275, *271 ± 3, 274 ± 4 Ma) ou pour une enclave dans un granite (281 ± 44, *263 ± 36 Ma). __ Dans certaines de ces unités, d'autres auteurs ont trouvé des âges similaires. Ainsi datées, les histoires géodynamiques paléozoïques montrent des différences entre la partie externe et la partie interne, pennique, des Alpes occidentales. Le domaine pennique a plus de similitudes avec la plaque apulienne qu'avec l'Europe stable. Sous réserve de confirmations, ceci pourrait avoir des répercussions sur les modèles de structure des Alpes. Attribuer au Permocarbonifère tous les socles internes, une des hypothèses à la base du modèle traditionnel des "nappes de recouvrement" hérité d'Argand, est en tout cas désormais sans fondement. Nos travaux en cours explorent d'autres modèles, à partir de la stratigraphie et des structures en Vanoise et en zone houillère. Des phénomènes précoces de resédimentation syntectonique tardi- à post-Éocène de la couverture sont attribués à l'arrivée de la subduction. L'essentiel des structures semble dû au raccourcissement vertical pendant l'exhumation postérieure au maximum de pression.