Éditeur(s) : Gauthier-villars
Résumé : 69 new hydrothermal sites were discovered during the Naudur diving cruise. Dives were conducted between 17 degrees 5 and 18 degrees 40'5 on four segments showing marked contrast in morphology, volcanic, tectonic and hydrothermal activity. At 17 degrees 10'5, 17 degrees 25'5 and 18 degrees 37'5 the ridge has a dome shaped cross-section and is dominated by very active volcanic activity. Early widespread low temperature (<50 degrees C) diffuse hydrothermal discharge is followed by focused high temperature black smokers. At 18 degrees 15'S tectonic activity is dominant, no recent lava was observed, and only two of the 20 hydrothermal sites are active. At 18 degrees 32'5 recent lava representing a new volcanic episode partly covers the bottom of the graben. Deep hydrothermal convection is reactivated with new black smokers along the graben wall. Also, there is low temperature shimmering water from cooling lava flows. These three segments can be considered as successive volcanic/tectonic episodes typical of a fast spreading ridge. Further, the observations support a new model for the temporal evolution of episodic hydrothermal activity. Hydrothermal convection is unstable and superficial during the volcanic stage (dykes injection). At the beginning of the teaonic stage (graben formation) faults allow deep circulation and hot fluid to reach the surface. As the graben widens hydrothermal activity is less important and may cease. The heat of a new volcanic episode reactivates the deep hot water circulation along the graben faults completing a cycle.
69 nouveaux sites hydrothermaux ont été découverts entre 17'5 et 18'40'5 sur quatre segments présentant des activités volcaniques et tectoniques contrastées. A 17°10'S,17025'S et 18'37'5, la ride forme un dôme et l'activité volcanique est dominante. Les émissions hydrothermales sont d'abord diffuses et de basse température, puis focalisées et de haute température. A 18°15'S la majorité des sites hydrothermaux sont inactifs dans un graben axial dépourvu de laves récentes. A 18'32'5, des laves récentes s'épanchent au fond du graben. Les circuits hydrothermaux réactivés par le nouvel épisode volcanique se traduisent par des diffusions sur les laves récentes et par une reprise des émissions de haute température le long des murs du graben. Ces quatre segments traduisent des épisodes volcanoltectoniques successifs, caractéristiques de I'évolution temporelle des dorsales rapides. Les observations permettent de proposer un nouveau modèle de l'activité hydrothermale. Les circuits hydrothermaux sont diffus, peu structurés, instables et superficiels durant les épisodes volcaniques. Au début des épisodes tectoniques, les failles du graben drainent les fluides chauds en profondeur, puis lorsque le graben s'élargit, l'activité s'interrompt. La reprise de l'activité volcanique réamorce les circulations profondes le long des failles du graben.
Comptes Rendus de l'Academie des Sciences Serie II (1251-8069) (Gauthier-villars), 1994-12 , Vol. 319 , N. 11 , P. 1399-1406

Droits : Académie des Sciences
http://archimer.ifremer.fr/doc/00183/29455/27889.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00183/29455/

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.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : A section of ancient fast-spreading ocean crust was sampled at Wadi Gideah, located in the Wadi Tayin Massif of the Oman ophiolite. This sample suite was used for generating a coherent data set combining various petro-geochemical and structural investigations, with the aim of building a reference section for advancing our understanding of crustal accretion processes at fast-spreading mid-ocean ridges. Additionally, this study focuses on one outcrop that represents part of the fossil axial melt lens (AML).Major and trace element analyses reveal a trend of chemical evolution up section in the lower crust, with a marked difference between the layered gabbros and the foliated gabbros above. Petrological modeling shows that the chemical evolution up section can be produced by hydrous fractionation crystallization, with melt H2O contents of ~0.8 wt% and 0.8 to 1.2 wt% for the lower and upper crust, respectively. Together with the observed very steep bulk Zr/Hf vs. Zr gradient, high F and Cl content of magmatic amphibole, general Nb-Ta depletion of melts compared with NMORB, and high Sr87/Sr86 ratio compared with modern fast-spread crust, this suggests that Wadi Gideah layered gabbros were accreted by crystallization of ascending melts in sills, in a context of subduction initiation. The distinct changes in chemical trends and average grain size at the layered to foliated gabbro transition are tentatively explained by enhanced hydrothermal cooling deeper than the AML. The gabbro/dike transition displays complex structural and lithological relationships that, together with fractional crystallization modeling, point to episodic vertical movements of the AML. Plagioclase crystallographic preferred orientations (CPO) measured over the whole gabbro section are always consistent with magmatic flow. The CPO strength generally increases downward, with more scattering in the layered gabbro section. From the top to the bottom of the layered gabbros, CPO become progressively more prolate, possibly reflecting increasing shear induced by active mantle flow underneath.Wadi Gideah lower crust recorded a formation history consistent with a hybrid accretion model, combing several processes such as downward magmatic flow and/or upward melt migration in the upper foliated gabbros, sill intrusions in the layered gabbros, and deep hydrothermal circulation. The latter was presumably focused in channels, preserved today as several, up to 100 m wide zones of extensively altered former layered gabbro, cross-cutting the magmatic layering. These metagabbros display significantly higher Sr87/Sr86 ratio, late stage magmatic phases, and evidence for high temperature partial melting.
Une coupe d'ancienne croute océanique rapide a été échantillonnée dans le Wadi Gideah, situé dans le Massif de Wadi Tayin de l'Ophiolite d'Oman. Cette série d'échantillons a permis de générer un jeu de données cohérent, combinant des études pétro-géochimiques et structurales, dans le but de construire une coupe de référence pour mieux contraindre notre compréhension des processus d'accrétion crustale aux dorsales océaniques rapides. Ce travail intègre aussi l'étude détaillée d'un affleurement représentant en partie la lentille magmatique axiale (LMA) fossile.Les analyses d'éléments majeurs et traces révèlent une évolution chimique dans la croûte inférieure, avec une nette différence entre les gabbros lités et les gabbros foliés sus-jacents. La modélisation pétrologique montre que l'évolution chimique vers le haut peut être produite par cristallisation fractionnée hydratée, avec des teneurs en H2O des magmas de ~0.8 wt% dans la croute inférieure et 0.8 to 1.2 wt% dans la croute supérieure. Combiné aux forts gradients de Zr/Hf vs. Zr, aux teneurs élevées de F et Cl dans les amphiboles magmatiques, à l'appauvrissement général en Nb-Ta des magmas comparé aux NMORB, et aux rapports Sr87/Sr86 élevés comparés à la croûte rapide moderne, ceci suggère que les gabbros lités du Wadi Gideah ont été formés par la cristallisation des magmas ascendants dans des sills, dans un contexte d'initiation de subduction. Les changements de signature géochimique et de taille de grain à la transition entre gabbros lités et gabbros foliés témoignent possiblement d'un fort refroidissement hydrothermal plus profond que la LMA. La transition complexe filonien/gabbro montre des relations structurale et lithologiques complexes, qui, combinées o la modélisation de la cristallisation fractionnée, traduisent les mouvements verticaux épisodiques de la LMA. Les orientations préférentielles cristallographiques (OPC) des plagioclases mesurées sur l'ensemble de la coupe dans les gabbros témoignent toujours d'une déformation magmatique. L'intensité des OPC a tendance à augmenter vers le bas, avec une plus forte variabilité dans les gabbros lités. Dans les gabbros lités, les OPC sont de plus en plus linéaires vers le bas, résultant possiblement d'un cisaillement plus fort induit par l'écoulement actif du manteau sous-jacent.La croûte inférieure dans le Wadi Gideah a enregistré une histoire compatible avec un modèle d'accrétion hydride, combinant plusieurs processus tels que l'écoulement magmatique vers le bas et/ou la migration de liquides magmatiques vers le haut dans les gabbros foliés supérieurs, l'intrusion de sills dans les gabbros lités, et une circulation hydrothermale profonde. Cette dernière était probablement concentrée dans des chenaux, préservés aujourd'hui sous la forme de plusieurs zones, dont l'épaisseur atteint 100 m, de gabbros lités fortement altérés, recoupant le litage magmatique. Ces métagabbros ont des rapports Sr87/Sr86 élevés, comportent des phases magmatiques tardives et montrent des évidences de fusion partielle.
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Éditeur(s) : Gauthier-villars
Résumé : The submersible-study of four segments of the East Pacific Rise between 17 degrees and 18 degrees 40'S, where the spreading rate is greater than 150 mm/a, allows us to confirm the variability of the accretion processes. The segment between 17 degrees and 17 degrees 30'S shows an intense present-day magmatic activity. The one between 18 degrees 10' and 18 degrees 22'S shows a mainly tectonic activity. The segment between 18 degrees 22' and 18 degrees 37'S is an intermediate stage with an axial graben in which fresh lavas were emplaced by an extremely young eruption. On all the segments the hydrothermal activity exists ranging from shimmering water up to black smokers, It is associated with different stages of animal colonization.
L'étude par le submersible Nautile de quatre segments de la Dorsale Est Pacifique entre 17° et 18°40'S où le taux d'ouverture est de plus de 150 mm/an, permet de confirmer la variabilité des processus de l'accrétion dans le temps et dans l'espace. Le segment compris entre 17° et 17°30'S montre une intense activité magmatique actuelle ou sub-actuelle, celui compris entre 18°10' et 18°22'S montre une activité essentiellement tectonique et celui compris entre 18°22' et 18°37'S une combinaison des deux, le graben d'extension étant partiellement rempli de laves émises lors d'une éruption extrêmement récente. Partout existe une activité hydrothermale, allant de l'émission de fluides moirés à des fumeurs noirs, associée à divers stades de colonisation animale.
Comptes Rendus de l'Academie des Sciences Serie II (1251-8069) (Gauthier-villars), 1994-10 , Vol. 319 , N. 7 , P. 811-818

Droits : Académie des Sciences
http://archimer.ifremer.fr/doc/00183/29458/27840.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00183/29458/