vient de paraître... - Géosciences Environnement Toulouse

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TIL
TIL
OSPHÈRE
n°2 - décembre 2012 lettre d’information du thème
Terre Interne Lithosphère du
laboratoire Géosciences-
Environnement-Toulouse -
UMR5563 CNRS/IRD/UPS
VIENT DE PARAÎTRE...
Histoire d'un arc magmatique
A l'aplomb des zones de subduction, l’activité
magmatique nitiée par la déshydratation du slab
océanique provoque la mise en place de
nombreuses intrusions dans la croûte continentale.
Durant des dizaines voire des centaines de millions
d’années, ces ntrusions s’amalgament pour former
des batholites, qui une fois portés à l’affleurement
sont des témoins précieux de l’évolution de l’arc.
Le long de la marge active sud-américaine, les
batholites côtiers affleurent aujourd’hui de manière
discontinue, dont une large section au Pérou. Dans
le sud du Pérou, l’absence d’accrétion de terra ns
allochtones depuis l’ nitiation de la subduction et la
présence de larges affleurements de Batholite
Côtier ont fait de cette région une zone privilégiée
pour l ‘étude de l’évolution de l’arc magmatique sur
une longue période. Nous avons réalisé deux
études n-situ couplées sur grains de zircons ;
géochronologie U-Pb et analyses isotopiques Lu-Hf
sur une sélection de roches intrusives prélevées au
sud de la ville d’Arequipa. Nous avons ident fié
deux périodes majeures d’activité magmatique :
Jurassique (200-175 Ma) et Crétacé-Paléocène
(90-60 Ma). Durant le Jurassique se met en place
une large suite à dominante basique (diorites,
gabbros) caractérisée par des εHf inférieurs à +0.1.
Après un 'silence magmatique' de 85 Ma, l’activité
Crétacé-Paléocène montre des εHf allant jusqu’à
+3.3, attestant de l’augmentation de la composante
juvénile des magmas. L’activité magmatique
culmine entre 70 et 60 Ma avec la mise en place
d’unités dioritiques et granodioritiques très
Environnement-Toulouse -
Metamorphic core complex et réservoirs fluides
L'étude microstructurale et analytique des inclusions fluides d'échantillons prélevés dans les
migmatites de l'île de Naxos (Cyclades, Grèce) a montré l'existence de plusieurs générations
d' nclusions qui permettent de documenter le passage de la transition fragile-ductile lors de la
formation et de l'exhumation d'un dôme tectono-métamorphique. Les plus anciennes inclusions ont
piégé des fluides magmatiques et métamorphiques en domaine ductile à 650°C et 4 kbar en rég me de
pression lithostatique. Les nclusions les plus jeunes montrent des fluides d'orig ne météorique venus
de la surface en régime de pression hydrostatique (≈1 kbar-300°C. La transition fragile/ductile se
matérialise ainsi comme une barrière thermique entre un domaine enregistrant un gradient
géothermique modéré (30°C/km) en régime lithostatique, et un domaine marqué par un gradient fort
(55°C/km) en rég me hydrostatique.
Siebenaller et al., Journal of Metamorphic Geology, sous presse.
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Perturbation des chronomètres
U-Pb et Th-Pb lors de l’altération
de monazites
Lors de l’altération des monazites à basse
température (< 300°C), l’uranium est
préférentiellement mobilisé par les fluides qui
perturbent le système U/Pb. Dans le cas de
monazites très altérées et contenant de
nombreuses nano-phases riches en Th, les
âges obtenus n’ont aucune signification
géologique. Par contre, les monazites les
mo ns altérées montrent un lien entre les âges
232Th/208Pb et les rapports Th/U, ce qui
permet d’obten r un âge d’altération sign ficat f.
Ces résultats traduisent l’importance du
couplage entre les caractérisations texturales
multi-échelles et les mesures d’âges U-Pb et
Th-Pb si l’on veut discuter de la signification
des âges et comprendre les processus qui les
perturbent. Cet article montre le rôle mportant
de l’irradiation, en particulier par la fracturation
induite par le gonflement des phases très
radioactives. La formation d’un réseau de
fractures dans le minéral permet en effet la
pénétration des fluides et le transfert
d’éléments tel que l’uranium.
Seydoux-Guillaume et al., Chemical Geology,
2012.
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Étude in-situ de la formation des TTG
(Afrique du sud)
Des échantillons exceptionnels d'amphibolites à
grenat migmatitiques datées à 3.2 Ga ont permis de
contraindre la genèse des TTG. La fusion partielle
commence par une réaction de déshydration-fusion
impliquant l'épidote, vers 800°C et 1.1 GPa, soit un
gradient géothermique de l'ordre de 20°/km. Pour
produ re des volumes de magma importants,
l'amphibolite doit être affectée par des conditions plus
sévères (1000°C et P = 1.4 GPa, soit 55 km de
profondeur). Les magmas produits se mettent en
place entre 20 et 15 km de profondeur où ils donnent
naissance par cristallisation fractionnée à des
cumulats riches en amphibole et aux plutons
tonalitiques que l'on observe au voisinage de la
ceinture de roches vertes de Barberton.
Nédélec et al., Lithos, 2012.
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volumineuses. Ce dernier épisode est interprété
comme un événement de flare-up, et contribue
significativement à la croissance crustale dans le sud
du Pérou.
Demouy et al., Lithos, 2012.
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Évolution tectonique de la ceinture
aurifère d'Ashanti (Ghana)
L’évolution tectonique de la ceinture d'Ashanti (Ghana)
au cours de l’Orogénèse Éburnéenne (2.2 - 2.0 Ga) a
été redéfinie à l'aide de nouvelles observations de
terrain et de la modélisation 3D de données de
géophysiques aéroportées. Une mise en relation des
déformations et des épisodes de m néralisations en or
a pu être proposée à l’échelle régionale. Le premier
évènement de minéralisation est associé à une
déformation précoce développant de larges plis
isoclinaux. Les épisodes suivants sont liés à la mise
en place de zones de cisaillement senestre. Ces
résultats permettent de caractériser le contexte
structural des gisements d’or précoces, gisements
d'origine hydrothermale dont l’érosion a produit les
immenses gisements de types placers exploités
aujourd’hui (ex : le paléo-placer de Tarkwa, plus de
1000 t d’or).
Perrouty et al., Precambrian Research, 2012
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Campagne océanographique SIMBAD
La campagne océanographique « SIMBAD » (étude SIsmique
du Messinien des BAléares et de la Déformation ) est
programmée du 2 au 19 janvier 2013 sur le navire
océanographique Tethys 2. Elle s’inscrit dans le cadre de
l’étude intégrée des marqueurs de la Crise de Salinité
Messinienne (programme « Action Marges » INSU). Afin de
résoudre la question « Les évaporites des bassins peu
profonds étaient-ils en continuité avec les évaporites des
bassins profonds avant les déformations récentes ? », les
objectifs de cette campagne sont (i) cartographier en continu
les évaporites de la terre au bassin profond, (ii) quantifier les
déformations verticales post-crise afin de restituer les paléo-
bathymétries et les paléo-connexions pendant la crise. La
stratégie d’étude est d’accroitre la résolution des objets
messiniens déjà repérés sur les lignes anciennes disponibles,
en utilisant la sismique haute résolution disponible à
Géosciences Azur.
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Expédition IODP 345
L’expédition 345 du programme IODP se déroulera du 13
décembre 2012 au 12 février 2013 dans l’Océan Pacifique,
vers 2°N et 101°W. Le site retenu est un fossé
d’effondrement baptisé « Hess Deep », profond de 5500
mètres. Ce rift est situé à la pointe de la dorsale Cocos-
Nazca qui se propage vers l’Ouest à la vitesse de quelques
cm/an. Il dissèque profondément la croûte océanique
accrétée le long de la Dorsale Est-Pacifique (EPR). L’objectif
de l’expédition 345 est de forer dans les roches de la croûte
océanique profonde et du manteau superficiel mises à nu par
cette tectonique en extension. Elles témoignent de l’activité
récente (1 Ma) de l’EPR, dorsale à taux d’expansion rapide
(13 cm/an). On espère ainsi mieux contraindre les processus
magmatiques, hydrothermaux et tectoniques profonds dans
ce contexte toujours mal connu. Un chercheur du GET
(Georges Ceuleneer) et deux chercheurs de Géosciences
Montpellier (Marguerite Godard et Benoît Ildefonse) font
partie de l’équipe scientifique embarquée. Un professeur de
SVT du Lycée International de Valbonne (Jean-Luc
Bérenguer) sera Education Officer à bord et assurera la
VIE DU THÈME
liaison via un blog et des visio-conférences vers le grand
public.
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Journées scientifiques TIL : activité
des arcs magmatiques et contexte
géodynamique (février 2013)
Les marges actives sont des sites où la croûte océanique
est recyclée dans le manteau, ce qui en retour provoque
la formation de nouvelle croûte continentale par
l'intermédiaire du magmatisme d'arc. De nombreux
travaux récents montrent que l'activité des arcs
magmatiques est fortement discontinue dans le temps,
et s'exprime sous la forme de pulsations magmatiques à
différentes échelles de temps, de quelques centaines à
quelque dizaines de millions d'années, et même à des
échelles de temps beaucoup plus courtes (moins de
10000 ans). Le but de ces journées scientifiques est
d'étudier les liens entre activité des arcs, processus
profonds et contexte géodynamique en confrontant les
différentes approches utilisées au GET, qu'elles soient
structurales, pétro-géochimiques ou géochronologiques,
sur objets naturels ou en modélisation.
Nouveaux thésards TIL
Paul Antonio (GET et IAG-Un. de Sao Paulo) :
Paléomagnétisme et pétrogénèse des unités
Paléoprotérozoïque de l’évènement Uatuma dans le nord
du craton Amazonien (encadrants : Anne Nédélec et
Manoel D’agrella Filho).
Vincent Boschero (GET-IMFT) : micro-fracturation
des roches induite par la radioactivité des
minéraux, implications à l’échelle macroscopique
(encadrante : Anne-Magali Seydoux-Guillaume;
thèse PRES/Région co-encadrée avec Manuel
Marcoux - IMFT).
Alexandre Boutin (GET) : contexte géologique de
la formation du gisement de talc de Trimouns
(encadrant : Michel de Saint Blanquat; thèse
CIFRE avec Imerys-Talcs de Luzenac)
Alexis Grandhomme (ISTerre, Grenoble) : la
monazite hydrothermale, l'accessoire
indispensable (thèse ANR MONA encadrée par
Emilie Janots et co-encadrée par Anne-Magali
Seydoux-Guillaume).
Léandre Ponthus (GET) : les complexes
plutoniques alcalins récents, origine, évolution et
conditions de mise en place, Exemple des
Kerguelen et du Hoggar (encadrants : Damien
Guillaume et Michel Grégoire).
Damien Roques (GET) : Etude structurale et
paléomagnétique du segment cryogénien de
Mirbat-Socotra, évolution de la bordure nord-
orientale de l’orogène Est-Africa n
(encadrants : Yoann Denèle, Sonia ROusse,
Mélina Macouin).
Focus sur WAXI
WAXI (West-African-eXploration-Initiative) est un
programme de recherche et de formation
ambitieux mené par neuf instituts partenaires, qui
met l'accent sur le potentiel minéral du craton
Léo-Man. L'objectif global est d'accroître son
potentiel d'exploration à travers un programme
intégré de recherche et de collecte de données,
et d'augmenter la capacité des institutions locales
à entreprendre ce type de travail. L' nitiative
couvre l'ensemble du bouclier Léo-Man et ses
abords immédiats (13 pays). Les pr ncipales
motivations sont d'aider les sociétés
d'exploration à concentrer leurs activités dans les
zones de prospectivité maximum et d'aider les
services géologiques locaux et les universités de
la région dans leur rôle de fournisseurs de
données et d’informations pré-concurrentielles.
Un système d’information géographique de 250
Go a été développé avec plus de 150 couches (50
exclusive au projet WAXI) pour accompagner les
activités de recherche et de formation, et
continue à s’augmenter avec l’exécution de
nouveaux projets.
WAXI est piloté par Mark Jessell, chercheur IRD
du GET. Plus d'une qu nzaine de chercheurs,
post-doc et étudiants des thématiques TIL et
Géoressources du GET participe activement à ce
projet à travers des travaux de recherche sur la
tectonique et la métallogenèse, mais aussi par de
nombreuses activités de formation. Chaque
année WAXI organise en effet 4 stages de
formation en Afrique pour les personnels des
services géologiques, des entreprises m nières et
les universita res. Depuis 2006, WAXI a de plus
soutenu directement ou ndirectement plus de 30
étudiants en masters et en thèses, la moitié étant
des africa ns, et assuré le développement d'un
laborato re de pétrophysique et d'un atelier de
litholamellage à Ouagadougou.
Contact : [email protected]
TIL C’EST... une quarantaine de
chercheurs, post-doc et thésards qui
utilisent la tectonique, la pétro-géochimie
et les systèmes chronométriques pour
étudier la dynamique des lithosphères
océaniques et continentales.
éditeurs : Michel de Saint Blanquat,
Georges Ceuleneer et Yoann Denèle