Contribution des isotopes stables de l'oxygene et de l'hydrogene a l'etude d'un grand complexe volcanique d'arc : exemple de l'arc du kamchatka (c.e.i.)

par NATHALIE GRASSINEAU

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de F. PINEAU.

Soutenue en 1994

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Une etude de la composition isotopique de l'oxygene et de l'hydrogene, jusqu'a present rarement systematisee dans le volcanisme de subduction, a ete realisee sur les laves de l'arc oriental des kuriles-kamchtka qui a l'avantage d'etre recent, tres actif et cependant, encore peu etudie. Les #1#8o obtenus sont inhabituels et se repartissent sur une large gamme (3&) aussi bien suivant la serie volcanique que pour chaque terme petrochimique. Deux regions volcaniques sont distinguees, le centre-nord avec 3& de variation et le sud-sud est avec un ecart plus modere de 1,5&. Les #1#8o et ses associations avec les d, les elements majeurs, en trace et radiogeniques (pb et sr) ont permis d'ecarter l'intervention des processus post-magmatiques capables d'enrichir les laves en #1#8o, et de favoriser celle d'un melange de sources isotopiquement differentes dans le coin du manteau, responsable de ces variations. De fait, le magma est forme du produit de la fusion partielle du manteau normal (+5,6&) et de fluides hydrates enrichis en #1#8o. Ces fluides sont issus de la partie superieure de la croute oceanique alteree subduite et liberes a 135 km de profondeur par la deshydratation des amphiboles neoformees. Ils percolent dans le manteau ou ils declenchent une fusion partielle. L'estimation des d initiaux a permis d'identifier dans le magma, un composant enrichi en d derive de l'eau de mer. Le #1#8o moyen de ces fluides evalue a +12& a permis d'estimer a partir des #1#8o des basaltes, les proportions de fluides presents dans le magma final. L'apport moyen est de 2% d'h#2o au sud et de 9% d'h#2o au nord avec un maximum de 24%, soit des enrichissements respectifs de 3 et 17% en mole de o#2 et un taux maximal de 45%. Tres souvent, les concentrations en eau ne depassent pas le seuil de solubilite, mais pour des apports importants, une partie de l'eau est sous forme moleculaire, entrainant des heterogeneites locales dans la source et des #1#8o > a +7,0&. Trois generations de magma sont possibles suivant les quantites de fluides impliquees dans la source. Un apport faible ( 2%) implique un controle des #1#8o par celui du manteau ; entre 2 et 10%, les #1#8o legerement eleves sont rehomogeneises. Enfin plus de 10% entrainent des desequilibres locaux et ponctuels dus a une quantite de liquide mantellique mobilise insuffisante, le #1#8o est alors eleve. A partir de cette etude, des caracteres plus generaux ont ete definis pour le volcanisme d'arc: -les fluides de la croute oceanique alteree sont toujours presents, seule la quantite varie ; -la distance entre le volcan et le front de l'arc determine son alimentation ; -la distance h separant le volcan du plan de wadati-benioff influe sur la quantite des fluides ; -en plus de l'effet sur les #1#8o, les fluides conditionnent le temps de residence du materiel magmatique dans le manteau. Plus il y a de fluides, plus le transfert du magma est rapide et plus l'equilibration entre les deux sources sera difficile a obtenir


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Informations

  • Détails : 307 P.
  • Annexes : 285 REF.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : GRA
  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1994
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