Analyses isotopiques à l'échelle intra-cristalline : une contribution à l'étude des systèmes géologiques

par Etienne Deloule

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Francis Albarède.

Soutenue en 1991

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , en partenariat avec Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Vandoeuvre-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle) (laboratoire) .

mots clés

• Analyse isotopique
• Intra cristallin
• Soude ionique
• Modélisation numérique
• Circulation hydrothermales
• Plomb
• Soufre
• Hydrogène
• Isotopic analysis
• Intra crystalline
• Sodium ion
• Numerical modeling
• Hydrothermal circulation
• Lead
• Sulfur
• Hydrogen
• Isotopes
• Sondes ioniques
• Gîtes minéraux -- Canada -- Abitibi (Québec ; région)

Résumé

La composition isotopique du Plomb a été mesurée sur des lessivages progressifs des minéraux de sulfures des gisements métallifères de la ceinture archéenne de l'Abitibi (Québec). La signature isotopique des gisements en milieu sédimentaire montre que les métaux proviennent d'une croute continentale antérieure à la ceinture de roches vertes, âgée de 2,7 milliards d'années. Les minéralisations associées au volcanisme résultent d'un mélange entre cette source crustale et une source mantellique. L'analyse isotopique à la sonde ionique du plomb et du soufre des galènes de Tristate et du Viburnum trend (Mississippi Valley) met en évidence des variations à courte échelle (100 micromètres) pour ces deux éléments. L'absence de corrélations entre les deux éléments montre l'existence de plusieurs sources de compositions isotopiques différentes et une croissance épisodique. Ces zonations suggèrent que les solutions hydrothermales à l'origine des gisements ont circule dans des fractures avec des débits importants. La modélisation numérique montre que ce type de circulation joue vraisemblablement un rôle important pour la mise en place des gisements du type de la vallée du Missouri. La calibration de la mesure isotopique de l'hydrogène par sonde ionique permet l'analyse de quelques nanogrammes d'échantillons, avec une précision meilleur que 10 %, quand les méthodes classiques en requièrent des milligrammes. L'analyse d'amphiboles dans des xénolites mantelliques équilibres à haute température et haute pression montre des zonations isotopiques importantes à l'échelle du minéral, jusqu'a 60% sur une échelle intra-millimétrique, pour des parasites d'Hawaii et du massif central. Ceci implique la présence d'hétérogénéités isotopiques importantes dans le manteau et une relation temporelle étroite entre les échanges d'hydrogène minéraux phases fluides et le volcanisme qui entraine les xénolites

Titre traduit

Isotopic analysis on an intra-crystalline scale : a contribution to the study of geological system

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