Mise au point analytique de la mesure du rapport zr/hf dans les roches terrestres et extraterrestres par dilution isotopique en spectrometrie de masse a thermo-ionisation et a source plasma en multicollection. Utilisation des traceurs chimique zr/hf et isotopique #1#7#6hf/#1#7#7hf

par Karine David

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Claude Allègre.

Soutenue en 1997

à Paris 7 .

mots clés

Résumé

Apres avoir develloppe un protocole de purification du zirconium et de l'hafnium par chromatographie d'echange d'ions permettant de mesurer le rapport zr/hf par dilution isotopique (traceur double zirconium-hafnium) en spectrometrie de masse a thermoionisation (vg 354) et a source plasma avec un analyseur a double focalisation et une detection en multicollection (plasma 54), avec une precision a 2,5&, nous avons mesure les rapports chimique zr/hf et isotopique #1#7#6hf/#1#7#7hf dans des roches terrestres (basaltes oceaniques, roches et sediments continentaux) et extraterrestres (chondrites carbonees orgueil, allende et murchison). Les rapports zr/hf des roches terrestres sont significativement differents de la valeur chondritique. La gamme de variations des rapports zr/hf des basaltes de rides medio-oceaniques (morb) qui est similaire a celle du materiel continental montre que le rapport zr/hf a peu fractionne lors de l'extraction de la croute continentale. Afin d'identifier les differents processus (differenciation magmatique, fusion partielle et heterogeneites de sources) qui seraient succeptibles de fractionner le rapport zr/hf et d'expliquer les rapports plus eleves qui sont mesures dans les basaltes d'iles oceaniques, nous avons couple le rapport zr/hf avec differents traceurs geochimiques. L'etude effectuee sur les basaltes d'iles oceaniques differencies montre que le rapport zr/hf augmente condiserablement lors de la cristallisation de clinopyroxene. D'autre part, les rapports zr/hf plus eleves dans les oib que dans les morb suggerent egalement un fractionnement du rapport zr/hf lors de la fusion partielle, avec un coefficient de partage global solide/liquide du zirconium inferieur a celui de l'hafnium. A partir de l'etude couplee entre les rapports zr/hf et #1#7#6hf/#1#7#7hf effectuee sur l'ensemble des roches, nous suggerons que la presence de liquides carbonatitiques dans la source des oib produit un fractionnement important du rapport zr/hf lors de leur genese.

Titre traduit

Development of an analytical technique for the measurement of zr/hf ratio in terrestrial and extraterrestrial rocks by isotope dilution mass spectrometry (thermal ionisation mass spectrometry and magnetic sector multiple collector icp-ms). Use of zr/hf and #1#7#6hf/#1#7#7hf ratios as geochemical tracers

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