The petrogenesis of the older ( > 3.0 Ga) potassic granitoids of eastern Mpumalanga (South Africa) and Swaziland : an investigation of crustal formation processes in the early Earth

La croute de granitoides de la Terre Primitive la plus ancienne qui ait ete preservee remonte au Paleoarcheen et se compose principalement de granitoides sodiques tonalite-trondhjemite-granodiorite (TTG) qui se sont formes par fusion partielle de metabasaltes hydrates. En revanche, les granites (stricto sensu) sont en general posterieurs aux TTG et apparaissent tardivement dans les cratons anciens.Cependant, l’existence de zircons Hadeens preservant des suites d’inclusions minerales qui sont compatibles avec la cristallisation a partir d’un magma granitique peralumineux, indique que les roches granitiques faisaient aussi partie de la croute felsique de la Terre Primitive; meme si nous n’avons pas de preuves directes et que cette derniere n’ait pas conservee. Dans cette these, je presente une variete inhabituelle de granites et rhyolites peralumineux qui sont marques par un forte teneur en K2O et une faible teneur en CaO et qui possedent du rutile. Ces roches sont situees dans le conglomerat basal du Groupe du Moodies (Afrique du Sud). Elles defient la vision commune que l’on a de l’evolution des cratons Archeens puisqu’elles ont ete produites en meme temps que des magmas TTG, pendant trois cycles magmatiques qui ont affectes la ceinture de roches vertes de Barberton (CRVB). Ces roches ont ete par la suite mises en place, comme galets, dans un conglomerat plus jeune.L’etude des inclusions minerales localisees dans des zircons presents dans les granites et les rhyolites qui font le sujet de cette etude, montre que les inclusions de feldspaths alcalins sont plus abondantes que les inclusions de plagioclases et demontre que les principales caracteristiques de ces granites, c’est a dire qu’ils sont riches en K et pauvres en Ca, ont une signature magmatique. La signature isotopique de l’oxygene de ces zircons revele que ceux-ci ont conserve la valeur du δ18O du magma a partir duquel les granites se sont formes. De plus ceci montre que la valeur du δ18O de la source des granites etait proche de celle de TTG contemporains. La poursuite de l’etude des zircons montre que leur systeme isotopique Lu-Hf reflete la signature crustale du magma dans lequel ils ont cru. L’etude Sm-Nd des granites et rhyolites indique que l’âge minimum du protolithe de leur source est de pres de 3,9 milliards d’annees, ce qui est en accord avec la signature Lu-Hf des zircons. De plus, je montre dans cette these que le caractere peralumineux des granites et des rhyolites, avec leur forte teneur en Sr et basse teneur en Ca associes a leurs Eu / Eu * ~ 1, est une consequence de la fusion partielle de phengite dans une source metagrauwacke a des pressions superieures a celle de la stabilite du plagioclase. Mon travail montre donc que des granites peralumineux riches en K et pauvres en Ca ont ete generes durant le Paleo et Meso-Archeen, aux cotes des TTG sodiques, par la fusion partielle de sediments, a haute pression. Non seulement ce processus a demontre la capacite de la Terre Primitive a recycler du materiel relativement jeune et ce, des 3,9 milliards d’annees; mais il a egalement contribue a chaque episode de croissance crustale a travers le Paleo- et Meso-Archeen dans la CRVB, malgre l’absence de pluton mis en place a des profondeurs identiques a celles des TTG.