Terre Interne Lithosphère – bilan
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Terre Interne Lithosphère – bilan (G. Ceuleneer et M. de St Blanquat, anim.) La lithosphère, un concept centenaire … (Barrell, 1914) HCERES 2‐4 décembre 2014 la Lithosphère La lithosphère, un filtre sélectif HCERES 2‐4 décembre 2014 Motivation 1 océan Best, 2004 continent Formation des croûtes continentales et océaniques : arc versus dorsale 3 HCERES 2‐4 décembre 2014 Motivation 1 continent E océan W Top N Detachment Sediments Dorsale Medio‐Atlantique Naxos Formation des croûtes continentales et océaniques : arc versus dorsale Déformation des croûtes continentales et océaniques : core complexes 4 HCERES 2‐4 décembre 2014 Motivation 2 L’étude des processus lithosphériques est multi‐méthode par essence et Implique si possible la prise en compte simultanée des aspects : mécaniques chimiques tectonique paléomagnétisme géochimie pétrologie minéralogie modélisation terrain le contrôle terrain ! 5 HCERES 2‐4 décembre 2014 temporels paléomagnétisme 3 questions liées… • Fonctionnement des systèmes orogéniques : quelles relations entre thermicité, déformation et géodynamique ? • Origine et transfert des magmas : comment déchiffrer le message des magmas pour comprendre l’origine et l’évolution des lithosphères continentales et océaniques ? • Fonctionnement des systèmes chronométriques : qu’est-ce qu’on date ? 6 HCERES 2‐4 décembre 2014 la naissance de la tectonique des plaques carte ! Baratoux et al., Precambrian Research, 2011; Jessell et al., Precambrian Research, 2012; Perrouty et al., Precambrian Research, 2012). 7 HCERES 2‐4 décembre 2014 la naissance de la tectonique des plaques zones de subduction froides à plus de 2 milliards d’années Ganne et al., Nature, 2012 8 HCERES 2‐4 décembre 2014 les énigmatiques Pyrénées varisques ! Denèle et al., Terra Nova 2012 ; Denèle et al., Geological Society of London, Special Publications, 2014 ; Sant'Ovaia, H. et al., 2010) 9 HCERES 2‐4 décembre 2014 transfert des magmas dans la croûte continentale… Horsman et al., Transactions of the Royal Society of Edinburgh 2010 ; St Blanquat et al, Tectonophysics 2011 ; Demouy et al., 2012 ; Morgan et al., Tectonophysics 2013 ; Schöpa et al., Tectonophysics, ss presse. 10 HCERES 2‐4 décembre 2014 transferts manteau–croûte aux dorsales La zone de transition dunitique sous le Moho océanique en Oman: . Un filtre réactif entre les profondeurs et la surface de la terre. . Une clé pour déterminer la nature des magmas parents des MORB. Abily and Ceuleneer, Geology, 2013 11 HCERES 2‐4 décembre 2014 « Vraie » nature de la croûte océanique Expédition IOPD 345 (déc. 2012 – fév. 2013) Hess Deep – Dorsale Est‐Pacifique Cumulat primitif riche en opx, i.e. non Issu d’un MORB, aux dorsales rapides… Gillis et al, Nature, 2014 12 HCERES 2‐4 décembre 2014 transferts de matière dans le coin mantellique Faccini et al, Journal of Petrology, 2013 13 HCERES 2‐4 décembre 2014 qu’est-ce qu’on date ? • La perturbation des chronomètres U-Pb et Th-Pb… 20 µm Seydoux‐Guillaume et al., Chemical Geology, 2012 14 HCERES 2‐4 décembre 2014 bilan quantitatif • • • • • • • • 17 EC et C ppal, 16 secondaires (T1, T3, T4, T9) 26 doctorants, 5 post-doc 115 publications (145) 9 thèses soutenues, 17 en cours 1 HDR 2 livres 4 cartes … THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L’UNI VERSI TÉ DE TOULOUSE Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier Discipline ou spécialité : Sciences de la Terre Présentée et soutenue par Sophie DEMOUY Titre : La naissance des Andes au Crétacé supérieur : origine et construction du Batholite Côtier sud-péruvien (Région d’Arequipa) Stéphanie Duchene Hervé Martin Etienne Jaillard Marc Poujol Catherine Annen Michel de Saint-Blanquat Thierry Sempéré Mathieu Benoit JURY Professeur, Université Toulouse I II Présidente Professeur, Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand 2 Rapporteur Directeur de Recherche IRD, ISTerre Grenoble Rapporteur Maître de conférences, Université Rennes 1 Research Fellow, Université de Bristol Directeur Directeur Chargé de Recherche CNRS, GET Toulouse Ecole doctorale : SDU2E Unité de recherche : UMR 5563 Directeur( s) de Thèse : Michel de Saint-Blanquat et Thierry Sempéré 15 HCERES 2‐4 décembre 2014 Rapporteur Examinateur Directeur de Recherche CNRS, GET Toulouse Directeur de Recherche IRD, ISTerre Grenoble Invité vie du thème • • • • • Que se passeTIL ? (séminaires) Journées scienTILfiques TILosphère SorTIL conviviaTILé… 16 HCERES 2‐4 décembre 2014 rayonnement • expertises diverses et variées, organisation de congrès et de sessions… • participations aux instances locales, nationales, et internationales • gestion de grands programmes (WAXI, IODP) • Interactions avec l’environnement social, économique et culturel – partenaires industriels (consortium AMIRA, Imerys, BRGM…) – actions vers le milieu enseignant, les publics empêchés, le grand public • Formation (action nationale de formation FORSTERITE, depuis 2007) 17 HCERES 2‐4 décembre 2014 conclusion et perspectives… • du OldTIL au NewTIL la greffe a pris… Basique ! 18 HCERES 2‐4 décembre 2014 Acide ? TIL: Terre Interne Lithosphère La continuité dans le changement Une équipe pluridisciplinaire pour caractériser et comprendre l'évolution du manteau et de la croûte du cristal à la lithosphère 100km 10nm HCERES 2‐4 décembre 2014 19 TIL: Terre Interne Lithosphère Permanents Une équipe pluridisciplinaire pour caractériser et comprendre l'évolution du manteau et de la croûte du cristal à la lithosphère • • • 18 permanents 12 Doctorants 1 Postdoctorant Responsables HCERES 2‐4 décembre 2014 Perma’TIL BARATOUX David BARATOUX Lenka BENOIT Mathieu BERGER Julien (animation scientifique) BOUCHEZ Jean-Luc CEULENEER Georges DENELE Yoann (animation scientifique) DUCHENE Stéphanie GANNE Jérôme GERBAULT Muriel GREGOIRE Michel NEDELEC Anne OLIVIER Philippe RABINOWICZ Michel RUELLAN Etienne ROUSSE Sonia de SAINT BLANQUAT Michel SEYDOUX-GUILLAUME Anne-Magali VANDERHAEGHE Olivier 20 TIL: Terre Interne Lithosphère Thèmes Systèmes orogéniques: Déplacements et déformations Tectonique des plaques et dynamique terrestre: Evolution thermomécanique et bilan des forces Impossible d’afficher l’image. Systèmes magmatiques océaniques et continentaux: production et transferts Systèmes métamorphiques et chronométriques: physicochimie des cristaux, trajets PTtD et durées HCERES 2‐4 décembre 2014 21 TIL: Terre Interne Lithosphère Approche-Stratégie Approche multiméthodes intégrée du terrain au modèle Pétrologie Géologie structurale 10 nm 2 mm 5 mm Terrain Minéralogie Modélisation numérique HCERES 2‐4 décembre 2014 Géochimie Déchiffrer le message géologique Géochronologie 22 TIL: Terre Interne Lithosphère Approche-Stratégie Transferts magmatiques et accrétion/différenciation des lithosphères océaniques et continentales Arc océanique Mécanismes de l’accrétion océanique? Dorsales Arc continental Orogène Caractérisation et quantification des transferts manteau/croûte et intracrustaux? Cibles-Projets HCERES 2‐4 décembre 2014 Mécanismes de l’accrétion et de la différenciation continentale? 23 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Transferts manteau/croûte Dorsales océaniques IODP 345 (E. Pacifique), IODP 349 (Mer de Chine) Croûte océanique (E. Pacifique, Mer de Chine) Quelques centaines de m de gabbros et de basaltes à étudier!! ICDP, Syster INSU Ophiolites (Oman, Cabo Ortegal, Trinity) Un nouveau regard sur la comparaison Ophiolites/Océan Signatures géochimiques des transferts manteau/croûte Ceuleneer G. Benoit M. Grégoire M. Rospabé M. (thèse) Thillac R. (thèse) Hadrien H. (thèse) Coll. GEMOC, Macquarie U. Sydney HCERES 2‐4 décembre 2014 Péridotites Cabo Ortegal 24 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Transferts manteau/croûte et intracrustaux: Arcs magmatiques Croûte : filtre pour les magmas mantelliques? - Signature des processus mantelliques dans les volcanosediments - Thermobarométrie et chimie des clinopyroxènes et amphiboles Chimie des amphiboles des roches magmatiques mafiques récentes (<10 Ma) Plateau océanique Arc océanique Arc continental IODP 350 2014 Berger J. Ganne J. HCERES 2‐4 décembre 2014 25 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Transferts manteau/croûte et intracrustaux: Arcs magmatiques Batholithe Arequipa (Pérou) Sédiments Jurassiques Andes Granite Jurassique ECOS, IRD, INSU-Syster de Saint Blanquat M. Ganne M. Benoit M. Grégoire M. Sédiments Jurassiques - Croûte : filtre pour les magmas mantelliques? - Enregistrement des processus magmatiques profonds dans les plutons? - Contribution relative des magmas mantelliques/crustaux? - Géologie structurale/géochimie HCERES 2‐4 décembre 2014 26 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Transferts manteau/croûte et intracrustaux: Arcs magmatiques CNRS-NEEDS, Ambassade de France, Tchad, AUF Arcs fossiles Pan-Africains (Anti Atlas, Dahomeyides, Ceinture Orogénique d’Afrique Centrale) - Genèse de la croûte continentale - Fusion partielle, mélanges magmatiques et déformation à la base d’un arc metatonalite Gabbro à hornblende Diorite à grenat HCERES 2‐4 décembre 2014 Berger J. Vanderhaeghe O. Isseini M. (postdoc) Nomo-Negue E. (thèse) Saha Fouotsa A. (thèse) hornblendite 27 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Transferts manteau/croûte et intracrustaux: Plateau océanique Kerguelen - Genèse de la croûte continentale 1. Magmatisme basique Basalte Syénite Panache mantellique 2. Magmatisme felsique Guillaume D. Grégoire M. de Saint Blanquat M. Ponthus L. (thèse) Coll. GEMOC, Macquarie U. Sydney HCERES 2‐4 décembre 2014 28 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes magmatiques Granodiorite Transferts manteau/croûte et intracrustaux Croûte orogénique - Identification des sources (manteau/croûte) - Contexte de genèse et de mise en place - Pétrologie/Géochimie ANR Jeunes Chercheur (de Sigoyer) Deschamps F. (postdoctorant) Duchêne S. Benoit M. Vanderhaeghe O. (de Sigoyer et al., 2014) Leucogranite « Vaugnerite » Tonalite Métasédiment Tonalite Schiste à andalousite Granite (Trias) Diorite TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes orogéniques Cycle orogénique, tectonique des plaques et dynamique terrestre Forces motrices de la déformation lithosphérique et crustale (forces tectoniques, force gravitaire, forces de volume)? Evolution au cours de l’histoire de la Terre? Cinématique des plaques et partitionnement de la déformation à l’échelle crustale et lithosphérique? HCERES 2‐4 décembre 2014 Evolution thermomécanique de la croûte orogénique et de la lithosphère? 30 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes orogéniques Tectonique-géodynamique Archéen/Protérozoique WAXI III Recherche : • Géologie Archéen-Protérozoique • Géophysique T2GEM • Géochimie • Métallogénie (Géoressources) • Processus de surface (LOA) Formation • Master et Thèses, Cours thématiques Dynamique, croissance/différenciation crustale? Guides métallogéniques? Baratoux L. Baratoux D. Block S. (thèse) McFarlane H. (thèse) Benoit M. Vanderhaeghe O. Budget : ~ $1 200 000 Partenaires : UWA, GET, GeoRessources Nancy, U. Wits, U. Ouagadougou, U. Ghana, U. Bamako, U. Abidjan, U. Dakar, 11 comp. minières HCERES 2‐4 décembre 2014 31 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes orogéniques Tectonique-géodynamique Supra-/Infra- structure INSU-CESSUR, RGF Pyrénées Denèle Y. Cochelin B. (thèse) de Saint Blanquat Duchêne S. Lemirre B. (thèse) Olivier P. Vanderhaeghe O. - Cinématique des plaques et partitionnement de la déformation à l’échelle crustale et lithosphérique? - Evolution thermomécanique de la croûte orogénique ? Dôme de Mirbat ANS Denèle Y. Rousse S. Roques D. (thèse) Egée INSU (coll. GeoRess. Nancy) Vanderhaeghe O. Scheffer C. (thèse) 32 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes orogéniques Tectonique-géodynamique Inversion de marge ANR PYRAMID (Nancy, Paris 6, Toulouse, BRGM, IFP, Total) de Saint Blanquat M. - Héritage structural et thermique du flanc Nord des Pyrénées talc lherzolite serpentinite granulites albitites TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes orogéniques Dynamique de la croûte partiellement fondue Dômes: Convection? Vanderhaeghe O. Duchêne S. 300 Ma 20 Ma Naxos HCERES 2‐4 décembre 2014 34 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes chronométriques Comportement des minéraux accessoires et systèmes chronométriques en fonction des conditions P, T, fluides Signification des âges U-Pb? CNRS-NEEDS Minéralogie à l’échelle nanométrique des minéraux porteurs de l’U UO2 UO2 Seydoux-Guillaume A.-M. Duchêne S. Laurent A. (thèse) HCERES 2‐4 décembre 2014 Amorphisation/fracturation/transfert via fluides/précipitation UO2 35 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Systèmes chronométriques Laser femtoseconde en géochronologie Laser ns: nécessite un standard proche du minéral ablaté (effet de matrice) Seydoux-Guillaume A.-M. Duchêne S. Coll. T8 (F. Poitrasson et J. Chmeleff) euxenite SEM Effet de matrice Laser fs: Pas d’effet de matrice, analyse sans standard! (Poitrasson et al., 2003; d’Abzac et al., 2010) HCERES 2‐4 décembre 2014 36 TIL: Terre Interne Lithosphère Thème: Tectonique des plaques et dynamique terrestre Dynamique crustale: Fusion partielle, forces de volumes/forces tectoniques/forces gravitaires Modélisation numérique thermomécanique Gerbault M. Rabinowicz M. Ganne J. Vanderhaeghe O. HCERES 2‐4 décembre 2014 (Ganne et al., 2014) TIL: Terre Interne Lithosphère Animation « TIL’ Café » (tous les lundis 9h) Discussions informelles sur les activités de la semaine « Tilosphère » (bisanuelle) Journal des activités de TIL: - Faits marquants - Appels d’offres « TIL’ Apéro » (le vendredi 16h une fois par mois) Présentations informelles : - Photos retour de mission « SorTIL » (une fois par an) HCERES 2‐4 décembre 2014 38 TIL: Terre Interne Lithosphère Animation « TIL’ équipe » (une fois par mois) Réunion d’équipe: - Stratégie scientifique - Coordination des réponses aux appels d’offre - Sujets de Thèse et de Master (M1-M2) - Profils de postes (chercheurs, enseignants-chercheurs, ITA) - Demande d’équipement - Soutien des chercheurs, post-docs, docs, masters - Répartition du budget TIL Province du Nain, Labrador Migmatites TTG Métabasalte « Acide » « Basique » « TIL’ Séminaire » (le vendredi 16h deux fois par mois) Séminaires internes: - Présentations articles en préparation - Discussion autour d’une question scientifique - Présentation de techniques d’analyses - Pré-soutenances Master HCERES 2‐4 décembre 2014 39 TIL: Terre Interne Lithosphère Un espace de discussion et de stratégie scientifique Une équipe pluridisciplinaire pour caractériser et comprendre l'évolution du manteau et de la croûte du cristal à la lithosphère 100km Liens: • • • • Lithosphère Océan Atmosphère Géoressources Géophysique et géodésie spatiale Géochimie des isotopes stables HCERES 2‐4 décembre 2014 10nm 40
