Role des micas dans la concentration des elements legers (li, be et f) dans les granites crustaux : etude experimentale et cristallochimique

par MOHAMED LAHLAFI

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean-Louis Robert.

Soutenue en 1997

à Orléans .

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  • Résumé

    L'etude realisee au cours de ce travail concerne le role des micas dans la concentration des elements (li, be, f), lors de la cristallisation des magmas granitiques peralumineux. Fondee sur l'experimentation, cette etude des micas comporte deux approches complementaires. La premiere partie traite des equilibres entre micas et liquides granitiques ; elle a consiste a faire cristalliser des micas, a partir de magmas modeles prepares par fusion de roches granitiques naturelles, en presence d'eau et sous des conditions de t, p et fo#2 controlees. Le but de cette premiere partie de l'etude est de definir les conditions de stabilite des assemblages mica(s) - liquide silicate, ainsi que la composition des micas concernes. Cette partie du travail a ete menee sur deux granites peralumineux d'orgine naturelle : le granite de beauvoir (massif central francais), et celui du manaslu (himalaya). La deuxieme approche consiste en une etude cristallochimique des micas porteurs d'elements legers, et de leurs solutions solides, visant a eclaircir les relations cationiques et anioniques globales et locales, c'est-a-dire les relations d'ordre-desordre a longue et courte distance, ainsi que les mecanismes regissant ces substittions. Les resultats acquis montrent que la fugacite d'oxygene controle, pour des compositions globales constantes des systemes experimentaux, la nature et donc la composition des micas cristallisant a partir d'un liquide leucogranitique. En effet, dans le granite de beauvoir, le mica stable en conditions oxydantes (nno+1,2), est de type zinnwaldite, alors qu"en milieu reducteur (nno-1,5), c'est la biotite qui est stable. Dans l'echantillon experimental issu du granite du manaslu, la composition des biotites est essentiellement controlee par la temperature, par la fugacite d'oxygene, et par la presence ou l'absence du muscovite associee. Par contre, la presence de muscovite est principalement controlee par la teneur en eau du magma initial, ainsi que par la fugaci te d'oxygene. En ce qui concerne les elements legers, les resultats de cette etude montrent que les micas de type biotite, aussi bien que de type zinnwaldite, sont susceptibles d'incorporer li, be et f, des le stade magmatique. Leurs teneurs dans les micas dependent fortement de celles des magmas initiaux. Quant au partage de ces elements entre micas et liquides silicates, li et f privilegient les micas trioctaedriques, de type biotite, et les solutions solides entre biotites et lepidolites (zinnwaldite), alors que le beryllium se fixe preferentiellement dans les micas dioctaedriques, systematiquement accompagne, dans ce cas, d'un proton additionnel, fixe sur l'oxygene apical du tetraedre (beo#4)#6#-, adjacent a un site octaedrique vacant. Outre l'aspect global, montrant la capacite des micas a pieger les trois elements concernes (li, be et f), cette etude a mis en evidence l'existence d'ordres locaux, c'est-a-dire d'affinites, entre li et f, d'une part, et entre be et oh, d'autre part. Ces relations ont ete demontrees par spectrometrie d'absorption infrarouge dans le domaine des vibrations d'elongation des groupements oh, sur des micas prepares par synthese hydrothermale. L'incorporation de li est incompatible avec le maintient du caractere dioctaedrique du mica, puisque li a tendance a se fixer dans les sites octaedriques vacants, conduisant vers des compositions de type zinnwaldite, trilithionite, avec participation d'un constituant polylithionite, donc tetrasilicique, pour les compositions les plus evoluees. La correlation entre teneurs en li et f, observee aussi bien dans le milieu naturel que dans les modeles experimentaux, resulte de la disparition locale, comme globale, du caractere dioctaedrique des micas concernes, elle-meme controlee par la fugacite d'oxygene.


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  • Détails : 361 P.
  • Annexes : 234 REF.

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  • Cote : I 03-500
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