Nouveaux traceurs chimiques pour quantifier les interactions eau-roche dans les systèmes marins

par Martin Voigt

Thèse de doctorat en Sciences de la terre et des planètes solides

Sous la direction de Eric H. Oelkers.


  • Résumé

    Les interactions fluide-roche intervenant dans les systèmes hydrothermaux océaniques ont été étudiées expérimentalement en surveillant les isotopes du Mg et Sr. Les résultats suggèrent que les réactions rapides à températures moyennes pourraient expliquer en partie les divergences identifiées précédemment dans le bilan marin du Sr. De plus, la ré-dissolution de l'anhydrite dans les stades avancés peut expliquer les faibles quantités d'anhydrite trouvée dans les échantillons de basalte océanique altérés. L'évolution du δ26/24Mg dans les fluides indique que le Mg isotopiquement lourd a été incorporé préférentiellement dans les minéraux des argiles.Le fractionnement entre les terres rares et le Ca pendant la précipitation de calcite a été étudié expérimentalement. Ces données suggèrent que l'incorporation du REE3+ dans la structure de la calcite est probablement équilibrée par l'incorporation de Na+ et que les coefficients de partage déduits pour les conditions marines peuvent varier considérablement selon la composition du fluide. Enfin, l'étude de la solubilité de l'hydroxylbastnasite (REE(CO3)(OH)), conduite au cours de ce travail, indique que cette phase est moins soluble que les autres carbonates des terres rares connus.

  • Titre traduit

    Novel chemical tracers for quantifying marine water-rock interactions


  • Résumé

    The fluid-rock interactions occurring in hydrothermal systems at or near mid-oceanic ridges (MOR) were studied experimentally while monitoring the Mg and Sr isotopic evolution. The results suggest that fast intermediate-temperature reactions could partly explain previously identified discrepancies in the marine 87Sr/86Sr budget. Furthermore, late-stage anhydrite re-dissolution caused by fluid reduction and temperature decreases in our experiments represent a potential explanation for the low amounts of anhydrite found in altered oceanic basalt samples. The fluid δ26/24Mg indicate that isotopically heavy Mg was preferentially incorporated into the clays. Towards the interpretation of rare earth element (REE) patterns in marine calcite, the fractionation between the REEs and Ca during the precipitation of calcite was studied experimentally. These data suggest that the incorporation of REE3+ ions into the calcite structure was likely charge balanced by incorporation of Na+, and that inferred partition coefficients for marine conditions can vary substantially depending on the fluid composition. Furthermore, the solubility of hydroxylbastnasite (REE(CO3)(OH)) was determined, indicating that this phase is less soluble than other known REE carbonates.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2017 par Université Toulouse 3 Paul Sabatier [diffusion/distribution] à Toulouse

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  • Sous le titre : Nouveaux traceurs chimiques pour quantifier les interactions eau-roche dans les systèmes marins
  • Détails : 1 vol. (192 p.)
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