Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Whole-rock concentrations of Se and Te were determined in 53 peridotite samples collected in orogenic bodies from the Eastern Pyrenees, including the Lherz massif (33 samples), the type-locality of Iherzolite. Orogenic Iherzolites tectonically emplaced into the continental crust escaped devolatilisation that may strongly alter concentrations of those volatile trace elements in basalt-hosted peridotite xenoliths. The Se and Te concentration ranges (<3.5-100.7 ppb; <1-11 ppb) are consistent with the few analyses of mantle samples yet available, yet extending to higher Se concentrations. In-situ analyses performed by LAM-ICPMS on base metal sulfides indicate that the Se budget is controlled by sulfides whereas a large fraction of Te (50 +/- 30%) does not reside in sulfides. The missing fraction is accounted for by fractional crystallization of Pt-Pd tellurides from Cu-Ni sulfide melts. A maximum of one third of the S budget of Eastern Pyrenean peridotites was added by assimilation of crustal sulfides, which crystallized as pyrite. Disregarding those contaminated samples, some features of the Se and Te systematics (e.g. bivariate plots vs. fertility index) cannot be explained by partial melting processes. The best fit for 33 peridotites (mostly from Lherz) yields higher than chondritic S/Se (3.1213 +/- 500; r(2) = 0.96) for near chondritic Se/Te (8.6 +/- 2; r(2) = 0.9). Our study suggest that such superchondritic S/Se ratios are better explained by petrogenetic processes involving refertilization of harzburgitic lithosphere by metal (Cu,Ni)-rich sulfide melts precipitated along with clinopyroxene and Al-spinel from silicate melts en-route to the surface.
ISSN: 0009-2541

hal-00544577
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00544577
DOI : 10.1016/j.chemgeo.2010.09.007

Éditeur(s) : Université de Bretagne Occidentale
Résumé : ln Java island, a number of quaternary volcanoes are Iocated in a back-arc position relative to the Sunda arc volcanie axis. These volcanie centers show an important variability in the petrologic composition of their products (potassic calc-alkali, shoshonitie, alkali potassie and alkali u/trapotassie leucitic series).
L'île de Java comporte, à l'arrière de l'axe volcanique de l'arc de la Sonde, un grand nombre de volcans quaternaires dont les laves présentent une grande diversité pétrologique (séries calco-alcalines potassiques, shoshonitiques, alcalines potassiques, alcalines ultrapotassiques à leucite). Ces édifices arrière-arc, mis en place à la faveur de fractures majeures obliques par rapport à l'axe de l'arc, se situent à des distances très variables de la fosse (profondeurs du plan de Benioff comprises entre 200 et 650 km). Le but de ce travail est la caractérisation géochimique (éléments en trace et isotopes Sr-Nd-Pb) des laves arrière-arc de cette région, leur comparaison avec celles des magmas de l'axe de l'arc, et la discussion de l'origine des variations observées.

Droits : UBO
http://archimer.ifremer.fr/doc/00034/14540/11815.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00034/14540/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : This PhD work is based on field, petrographic, and geochemical observations of rocks originated at the base of the sheeted dike complex, in the Oman ophiolite and at IODP Site 1256, coupled with an experimental study. It provides new constrains on processes that occur at the magma / hydrothermal system transition in oceanic crust formed at fast spreading ridges. The base of the sheeted dike complex is truncated by intrusive isotropic gabbros, and therefore reheated and recrystallized to the "granoblastic dikes" under temperatures up to 1030°C. Xenoliths of granoblastic microgabbros and microgabbronorites derived from the granoblastic dikes are commonly observed in the about 100 meters thick horizon of isotropic gabbro that underlies the sheeted dike complex. These features can be explained by upward migrations of the melt lens that is present at fast spreading centers. The occurrence of several assimilation features (xenoliths and granoblastic patches) in the isotropic gabbro horizon supports the hypothesis that this horizon represents the fossilization of the upper melt lens. The experimental study was designed to simulate experimentally the effect of partial melting of hydrothermally altered sheeted dikes. The results show that melting starts at 850°C, confirm the residual origin of granoblastic dikes and xenoliths, and attest to the anatectic origin of the oceanic plagiogranites that are commonly present close to the base of the sheeted dike complex. The major and trace element composition of the experimental anatectic melt that represents the main contaminant for primitive MORBs at fast spreading ridges has been determined. The upper axial melt lens at fast spreading mid-ocean ridges is herein described as a dynamic system that can migrate vertically, and which fossilizes when moving off-axis.
Ce travail de thèse est basé sur des observations de terrain, sur une étude pétrographique et géochimique des roches formées à la base du complexe filonien dans l'ophiolite d'Oman et au niveau du Site IODP 1256, ainsi que sur une étude expérimentale. De nouvelles contraintes sont apportées sur les processus se produisant à la transition magma / système hydrothermal dans la croute océanique formée au niveau des dorsales à expansion rapide. L'intrusion de gabbros isotropes dans la base du complexe filonien a provoqué son réchauffement et sa recrystallization en « dikes granoblastiques » jusqu'à des températures de 1030°C. Des xénolites de microgabbro à orthopyroxene dérivées des dikes granoblastiques sont souvent observées dans le niveau de gabbros isotropes épais de 100 mètres environ qui est présent à la base du complexe filonien. Ces différentes caractéristiques sont à relier à des migrations verticales vers le haut du sommet de la lentille magmatique supérieure qui est observée aux dorsales rapides. Les nombreuses évidences d'assimilation (xénolites et patchs granoblastiques) dans le niveau des gabbros isotropes appuient l'hypothèse que ce niveau représente la fossilisation de la lentille magmatique supérieure. L'étude expérimentale a consisté à tester l'effet de la fusion partielle du complexe filonien préalablement hydrothermalisé. Les résultats montrent que la fusion commence à 850°C, confirment l'origine résiduelle des dikes granoblastiques et des xénolites associées, et attestent de l'origine anatectique des plagiogranites océaniques qui sont couramment observés à proximité de la base du complexe filonien. La composition en éléments majeurs et traces du liquide anatectique a été déterminée. Ce liquide représente le principal contaminant pour les MORBs primitifs émis au niveau des dorsales rapides. La lentille magmatique supérieure présente au niveau des dorsales médio-océaniques à expansion rapide est ici décrite comme un système dynamique qui peut migrer verticalement, et qui est fossilisée lorsqu'elle se déplace hors axe.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00448699

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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : aucun
Ce travail de thèse s'intéresse à l'événement transamazonien en Guyane Française. Le Transamazonien constitue l'événement géodynamique majeur structurant le bouclier des Guyanes entre 2.2 et 2.0 Ga. L'évolution de l'orogenèse transamazonienne est décrite en termes de croissance crustale, prenant en compte des processus de recyclage archéen ainsi que des processus d'accrétion juvénile et de réactivation thermotectonique au Paléoprotérozoïque. Notre travail axé sur une étude géochronologique (U-Pb et Ar/Ar) et une étude géochimique (éléments majeurs et éléments en trace) a permis de proposer un modèle d'évolution en quatre étapes : une première étape avec la formation d'une croûte océanique juvénile à 2.2 Ga, une seconde étape de croissance crustale, avec la formation de série TTG entre 2.18 et 2.1Ga. Cette seconde étape présente une évolution du contexte de subduction générant les TTG, le résultat est la formation de magmas type «sanukitoïdes». La troisième étape présente la formation de magmas calco-alcalins (2.1 à 2.08 Ga) résultant du «refroidissement» du contexte de subduction déjà initié lors de la seconde étape. Le stade final est caractérisé par la formation de granites d'anatexie crustale (2.1 à 2.06 Ga). Plus globalement, notre étude sur le Transamazonien s'intéresse à la question clé des domaines paléoprotérozoïques, qui est de définir quels types de processus étaient actifs à cette période ? Le Paléoprotérozoïque se situe à la transition entre la période archéenne dominée par des processus de croissance crustale dits «archaïques» et une période récente caractérisée par des processus de croissance crustale dits «modernes».
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
We present a chronological (K-Ar), petrologic and geochemical study (major and trace elements, Sr-Nd isotopes) of Middle Miocene (ca. 16-14 Ma) calc-alkaline rocks (basalts to andesites) extruded in the present-day back-arc region of Central Patagonia (Zeballos Volcanic Sequence (ZVS), 47 S). This magmatism started shortly after mafic plutonism ceased in the arc region (ca. 16 Ma, 200 km west), and ended ca. 2 My before the onset of voluminous slab tear-related back-arc alkaline basaltic magmatism (ca. 12 to Pliocene). The studied calc-alkaline rocks have a typical subduction-related signature (high LILE/HFSE ratios, depletion in Nb, Ta and Ti; Ba/La >20; Ta/Hf <1.5; (Sr-87/Sr-86)(o)=0.70366-0.70402, epsilon(Nd)=+0.1-+3.8). Major and trace elements contents are consistent with their evolution by closed system fractional crystallization of a presumed parental liquid similar in composition to the most basic rock of the suite. Moreover, a strong subducted sediment imprint is recognized (increasing Th/HFSE and decreasing Ce/Pb during differentiation). However, these rocks show striking similarities with volcanic complexes emplaced above areas where a gently dipping slab occurs (high K contents; similar LREE/HREE, Nb/Zr, Ba/Nb; Th/Hf; Th/Ta, Ta/Hf<0.3), particularly the present-day Andean flat-slab region and the Neuquen Basin during the Late Miocene. A comprehensive tectono-magmatic model is here presented to explain the generation and extrusion of these calc-alkaline magmas during the Middle Miocene. The development of a transient low-angle subduction and the resulting eastward migration of the volcanic front are then proposed. Mixing between stored remnants of calc-alkaline magmatism and later primitive alkaline melts is envisioned as the most likely process accounting for the transitional signature (i.e., intermediate between calc-alkaline and alkaline, La/Nb >I; TiO2 <2 wt%) of some basalts extruded synchronously with genuine alkaline lavas in the Neogene Patagonian Plateau Lavas province.
Volcanismo calcoalcalino durante el Mioceno Medio en Patogonia Central (47°S): petrogenesis e implicaciones en la dinamica de placas. En este trabajo se presenta un estudio cronologico (K-Ar), petrologico y geoquimico (elementos mayores y trazas, isotopos de Sr-Nd) de rocas calcoalcalinas (basaltos a andesitas) del Mioceno Medio (16-14 Ma) que ocurren en una posicion de trasarco en Patagonia Central (47°S; Secuencia Volcanica Zeballos, SVZ). Este magmatismo comenzo poco despees de que el plutonismo mafico cesara en la region bajo el arco (ca. 16 Ma, 200 km al oeste), y termino ca. 2 My antes del comienzo de un voluminoso evento magmatico basaltico alcalino desarrollado en el trasarco, relacionado con ventanas astenosfericas, que continuo hasta el Pleistoceno. Las rocas calcoalcalinas estudiadas tienen una quimica tipicamente relacionada con procesos de subduccion (altas razones LILE/HFSE, empobrecimientos en Nb, Ta y Ti; Ba/La>20; Ta/Hf l,5; (87Sr/86Sr)0=0,70366-0,70402, End~O,1±3,8); y sus contenidos de elementos mayores y trazas son consistentes con una evolucion por cristalizacion fraccionada, en un sistema cerrado, desde un liquido parental de composicion similar a la de la roca mas basica del conjunto analizado. Se reconoce, ademas, la influencia de sedimentos subductados en la composicion de estos magmas (aumento de la razon Tb/HFSE y disminucion de la razon Ce/Pb durante la diferenciacion). Sin embargo, estas rocas muestran importantes similitudes composicionales con las de complejos volcanicos emplazados sobre areas donde ocurre subduccion de bajo angulo (altos contenidos de K, similares razones LREF/HREE, Nb/Zr, Ba/Nb; TblHf; TblTa, Ta/Hf O,3), particularmente rocas de la actual region de subduccion plana en Chile central-Argentina y de la cuenca de Neuquen durante el Mioceno Superior. Se propone aqui un modelo tectono-magmatico que explica la generacion y extension de magmas calcoalcalinos en una posicion de trasarco durante el Mioceno Medio en Patagonia mediante el desarrollo de un fenomeno transiente de subduccion de bajo angulo y el consiguiente desplazamiento hacia el este del frente volcanico. Ademas, la mezcla entre remanentes de este magmatismo calcoalcalino almacenados en la corteza y fundidos alcalinos posteriores, provenientes de la astenosfera, se presenta como el proceso responsable de la generacion de la signatura transicional (i.e., intermedia entre calcoalcalina y alcalina, La/Nb>1; TiO2 2 wt%) reconocida en algunos basaltos que ocurren contemporaneamente con otros puramente alcalinos en la provincia de las Lavas Neogenas de Plateau de la Patagonia.
ANDEAN GEOLOGY

insu-00561888
https://hal-insu.archives-ouvertes.fr/insu-00561888
DOI : 10.5027/andgeo2010-678

Éditeur(s) : HAL CCSD Springer Verlag
Résumé : International audience
North Tanzanian Divergence is the first stage of continental break-up of East African Rift (<6 Ma) and is one of the most concentrated areas of carbonatite magmatism on Earth, with singular Oldoinyo Lengai and Kerimasi volcanoes. Hanang volcano is the southernmost volcano in the North Tanzanian Divergence and the earliest stage of rift initiation. Hanang volcano erupted silica-undersaturated alkaline lavas with zoned clinopyroxene, nepheline, andradite-schorlomite, titanite, apatite, and pyrrhotite. Lavas are low MgO-nephelinite with low Mg# and high silica content (Mg# = 22.4–35.2, SiO2 = 44.2–46.7 wt%, respectively), high incompatible element concentrations (e.g. REE, Ba, Sr) and display Nb–Ta fractionation (Nb/Ta = 36–61). Major elements of whole rock are consistent with magmatic differentiation by fractional crystallization from a parental melt with melilititic composition. Although fractional crystallization occurred at 9–12 km and can be considered as an important process leading to nephelinite magma, the complex zonation of cpx (e.g. abrupt change of Mg#, Nb/Ta, and H2O) and trace element patterns of nephelinites recorded magmatic differentiation involving open system with carbonate–silicate immiscibility and primary melilititic melt replenishment. The low water content of clinopyroxene (3–25 ppm wt. H2O) indicates that at least 0.3 wt% H2O was present at depth during carbonate-rich nephelinite crystallization at 340–640 MPa and 1050–1100 °C. Mg-poor nephelinites from Hanang represent an early stage of the evolution path towards carbonatitic magmatism as observed in Oldoinyo Lengai. Paragenesis and geochemistry of Hanang nephelinites require the presence of CO2-rich melilititic liquid in the southern part of North Tanzanian Divergence and carbonate-rich melt percolations after deep partial melting of CO2-rich oxidized mantle source.
ISSN: 0010-7999

hal-01467390
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01467390
DOI : 10.1007/s00410-016-1273-5