Imprégnation magmatique de la lithosphère océanique : étude microstrucurale et géochimique de séries gabbroïques forées à la dorsale Médio-Atlantique

Magmatic impregnation of oceanic lithosphere : Microstructural and geochemical study of gabbroic sequences drilled at Mid-Atlantic Ridge

• Auteur / Autrice : Marion Drouin
• Direction : Benoît Ildefonse, Marguerite Godard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure et évolution de la Terre et des autres planètes
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Péridots

Gabbro

Magmatisme

Mots clés libres

Troctolite

Gabbro

Olivine

Manteau

Croûte

Imprégnation magmatique

Hr-la-icpms

Eléments en trace

Orientations préférentielles cristallographiques

Ebsd

Core complexe océanique

Dorsale Médio-Atlantique

Integrated Ocean Drilling Program

Résumé

Le puits IODP U1309D (Exp. IODP 304-305, 30°N) et le Site ODP 1275 (Leg ODP 209, 15°45'N) ont permis d'échantillonner deux cores complexes océaniques de la dorsale Médio-Atlantique. Les roches récupérées sont principalement gabbroïques dont certaines très primitives et riches en olivine (ol >70%). Dans le puits U1309D, les compositions en éléments en trace des poeciloblastes de clinopyroxène et de plagioclase des roches riches en olivine indiquent qu'ils précipitent depuis le même magma dans toutes les lithologies. La composition en éléments en trace des olivines est en déséquilibre avec ces deux minéraux. Les fabriques cristallographiques de l'olivine sont faibles avec une concentration sur [001] inhabituelle, néanmoins compatibles avec une déformation plastique de haute température, avec l'activation du système de glissement (010) [100] communément décrit dans le manteau asthénosphérique. L'étude conjointe des caractéristiques géochimiques et microstructurales de ces roches met en lumière une histoire complexe de cristallisation dans un système ouvert où de larges volumes de magma de type MORB ont percolé et interagi avec le manteau appauvri superficiel. Ces roches riches en olivine représenteraient le résidu ultime de ces réactions liquide-manteau. Au site 1275, la formation des roches les plus évoluées de la série n'apparaît pas lié à l'événement d'imprégnation formant les roches riches en olivine. Ces roches correspondent à des injections tardives de magma qui ont entièrement cristallisé en profondeur sous forme de plutons intrusifs. Les résultats présentés dans ce mémoire sont compatibles avec une formation des core complexes océaniques associée à une activité magmatique relativement importante, et à une cristallisation complète de tout ou partie de ces magmas dans la lithosphère sans contre-partie volcanique en surface

IODP Hole U1309D (IODP Exp. 304-305, 30°N) and ODP Site 1275 (ODP Lag 209, 15°45'N) sampled two oceanic core complexes, at the Mid-Atlantic Ridge. The recovered rocks are mostly gabbroic with some very primitive and olivine rich (Ol>70%). In Hole U1309D, trace element compositions of clinopyroxene and plagioclase poikiloblasts from olivine-rich rocks indicate that they crystallized from the same melt in all lithologies. Olivine trace element compositions are in disequilibrium with the two other minerals. Olivine crystallographic preferred orientations are weak, with a relatively strong uncommon [001] concentration but consistent with deformation by dislocation creep with activation of the high-temperature (010) [100] slip system, commonly described in asthenospheric mantle. The joint study of geochemical processes and microstructures in these rocks suggest a complex crystallization history in an open system with percolation of large volume of MORBtype melt and interaction with the depleted shallow mantle. Olivine-rich rocks are interpreted as the ultimate residue of these melt-mantle reaction processes. At Site 1275, the formation of the more evolved rocks of the gabbroic series is not related to the impregnation event creating olivine-rich rocks. These rocks represent late magmatic injections, which are completely crystallized at depth as gabbroic pockets. The results presented in this thesis are consistent with the formation of oceanic core complexes associated with relatively strong magmatic activity, and with the crystallization of most of melt in the lithosphere without basaltic counterpart erupted on the seafloor