Détermination de la minéralogie et classifications

Analyses de roches volcaniques terrestres et martiennes
par spectroscopie en émission thermique :
Détermination de la minéralogie et classifications – Application à TES (MGS)
D’après Wyatt, Hamilton, Christensen et al. JGR 2001.
Par Antoine LUCAS
Objectifs :
Discrimination des roches volcaniques à la surface de Mars
Méthodes :
Spectroscopie en infrarouge thermique
Résultats et discussion
Application à la surface de Mars
Conclusion et discussion
Méthode (1) :
• Echantillonnage : série tholéiitique
Basalte à Dacite
• Analyse à la microsonde électronique
% en poids des Oxydes (ex : Al2O3)
• Spectroscopie sur les échantillons
Infrarouge thermique (5 à 25 µm)
Echantillons d’étude :
Série subalcaline :
Basaltes : OIB, IAB, CFB, CTB
Andésites basaltiques
Andésites
Dacites
32 échantillons
Méthode (2) :
Vs.
Microsonde électronique
Analyse de surface de la lame mince
Spectroscopie IR-Th
Vol. %
Spectromètre labo ASU :
domaine :5-25 µm
Bandes : 2 cm-1
TES (MGS):
domaine :7-50 µm
Bandes : 10 cm-1
Méthode (3) : Déconvolution linéaire
= Expression mathématique du spectre
= Section efficace pour un pôle pure i donnée
= Référence Pôle pure (bibl. ASU)
= Erreur résiduelle entre le modèle et la mesure
m = Nombre de canaux
Résultats et discussion
• Déconvolution linéaire du
spectre IR-Th :
– Minéralogie en % modale
– Composition chimique
Comparaison avec les valeurs obtenues
par microsonde électronique.
•
Décalage spectre mesuré/modélisé à 1150 cm-1
Absorption du Quartz entre 1200 et 1000 cm-1
•
Les plagioclases sont les plus nombreux (Oligoclase au labrador)
Basalte (An; +Ca) => Dacite (Albite, +Na)
•
Les pyroxènes sont bien corrélés. (Surabondance en Ca dans les Cpx et Mg
dans les Opx) => Bibl. ASU (R. plutonique) – Echant. (R. Volcanique)
Résultats et discussion (2)
Classification des roches :
• Discrimination spectrale
• Composition minéralogique
• Chimie de la roche totale
Résultats de classification :
• 88% des basaltes
• 85% des andésites
Application à la surface de Mars
Réduire la résolution à 10 cm-1 (5%)
2 types de surface
Géologie de la surface de Mars ???
Conclusion et discussion
• Dégradation à 10 cm-1 n’affecte pas la discrimination
• L’approche Chimique, minéralogique est correcte
• 2 types surfaces sont distinguées sur Mars (B et And.)
=>> Pourquoi, les SNC ne montrent pas les mêmes signatures spectrales ?
Shergottites : Nature lherzolithique – Ultramafique – Pi – Exsolution dans les Au =>> Cumulas (plutonique)
Nakklites : Cumulas – Plus Calcique (différenciation) Ol. à 12% =>> source enrichie (faible deg. Fusion)
Chassignites : Ol. (Hight Fe) = Dunite , Phase hydratée (Am. Bi.)
=>> Limites :
• Erreurs cumulées « non négligeables »
• Uniquement roches ignées
• Résolution spatiale très faible (3 km/Px)