Le magmatisme post-collisionnel du nord-ouest de Bornéo, produit de la fusion d’un fragment de croûte océanique ancré dans le manteau supérieur

Abstract. - Lower Miocene potassic calc-alkaline diorites (22.3 - 23.7 Ma) and Middle to Upper Miocene (14.6 - 6.4 Ma) sodic microtonalites and dacites were successively emplaced in the NW part of Borneo (Sarawak). The latter display obvious adakitic characters (lack of mafic rocks; lack or rare occurrence of pyroxenes, usually replaced by near-liquidus amphiboles; very low Y and HREE contents, consistent with the presence of residual garnet in their source). The mineralogical and geochemical specific features of these adakites suggest their derivation from the partial melting of metabasalts (garnet amphibolites or eclogites) under high pressures (> 20 kbar), moderate temperatures (< 900°C), and oxidizing (fO2 > NNO) and water-rich conditions. These constraints rule out the hypothesis of their derivation from basalts tectonically or magmatically accreted to the base of the North Borneo continental crust. We propose that they originated from the partial melting of basalts from a detached fragment of oceanic lithosphere within the upper mantle. The occurrence below northern Borneo of such a fragment, likely derived from the Proto-south China sea lithosphere, is strongly suggested by tomographic data (Rangin et al., 1999). Its detachment would be a consequence of the collision, at ca. 15 Ma, of the Cagayan Ridge volcanic arc with the rifted continental margin of the south China sea. Like those of Central Mindanao (Philippines), the Sarawak adakites are thus potential markers of the occurrence at depth of oceanic crust slivers beneath collision zones.

Résumé - Le magmatisme néogène du nord-ouest de Sarawak (Bornéo) s'est traduit par la mise en place: tout d'abord de diorites calco-alcalines potassique au Miocène inférieur (22,3-23,7 Ma); puis de microtonalites et dacites sodiques au Miocène moyen à supérieur (14,6 - 6,4 Ma). Ces dernières présentent d'évidentes affinités adakitiques (absence de roches basiques; absence ou rareté des pyroxènes, remplacés par des amphiboles; teneurs en Y et HREE très faibles, compatibles avec l'existence de grenat résiduel dans leur source). Les particularités minéralogiques et géochimiques de ces adakites suggèrent qu'elles dérivent de la fusion partielle sous fortes pressions (> 20 kbar) et températures modérées (< 900°C) d'un protolite basaltique contenant du grenat (amphibolite à grenat ou éclogite) en conditions oxydantes et en présence de grandes quantités d'eau. Ces contraintes éliminent l'hypothèse de la fusion de basaltes accrétés tectoniquement ou magmatiquement à la base de la croûte continentale du nord de Bornéo, et favorisent par contre celle de la fusion des basaltes d'un fragment de lithosphère océanique subduit puis détaché dans le manteau supérieur. L'existence d'un tel fragment, provenant de la proto-mer de Chine méridionale, est fortement suggérée par les données tomographiques récentes (Rangin et al., 1999). Son détachement serait intervenu à l'issue de la collision de l'arc de la ride de Cagayan avec la marge continentale riftée de la mer de Chine méridionale, vers 15 Ma. Les adakites de Sarawak, comme celles du centre de Mindanao (Philippines), représenteraient donc des marqueurs de la présence en profondeur de fragments de lithosphère océanique dans les zones de collision.