Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques    Thèse

Composition isotopique de l'oxygène et du silicium dans les
cherts Précambriens: implications paléo-environnementales

Johanna Marin

Les cherts, roches siliceuses, sont souvent considérés comme des marqueurs des conditions environnementales de la Terre primitive. Ces roches sont constituées de quartz sous différentes formes dont le quartz microcristallin ou microquartz est la forme majoritaire. Le but de cette thèse est d'étudier à l'échelle micrométrique les compositions isotopiques de l'oxygène et du silicium des différentes formes de silice dans des cherts d'âges variés, allant de 3,5 à 1,9 Ga afin de mieux comprendre l'origine et le mode de formation de ces roches et d'essayer d'améliorer les reconstructions des températures océaniques du Précambrien. Les mesures isotopiques, réalisées à la sonde ionique ims 1270, ont une précision meilleure que 0,2 ‰ pour le δ18O et de l'ordre de 0,3 ‰ pour le δ30Si. Ces analyses isotopiques ont été combinées avec l'analyse des éléments traces (B, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, Fe) avec la sonde ionique 3f, avec une étude pétrographique détaillée du microquartz et avec l'analyse des inclusions fluides des veines de quartz.

Le résultat principal est la mise en évidence de grandes gammes de variation du δ18O (entre 1 ‰ et 14 ‰) et du δ30Si (entre 2 ‰ et 5 ‰) à l'échelle micrométrique dans le microquartz. La gamme de variation du δ18O a pu être interprétée dans les échantillons datés de 1,9 Ga comme témoignant de l'histoire diagenètique de ces roches. Cette gamme permet, en corrigeant de l'effet de la diagenèse, de reconstruire des températures océaniques à 1,9 Ga entre 37 et 52°C, ce qui laisse suggérer un océan assez chaud au Précambrien si ces échantillons sont représentatifs de conditions globales. Dans le cas des échantillons datés à 3,5 Ga, les variations de δ30Si et de concentrations en éléments traces apportent des informations sur les origines variées des cherts. Enfin, l'effet des circulations fluides sur les compositions isotopiques du microquartz a été caractérisé par l'analyse isotopique du δ18O et du δ30Si et par l'étude des inclusions fluides. Il est démontré que dans certains cas le δ18O du microquartz peut être entièrement rééquilibré avec les fluides hydrothermaux ou métamorphiques. L'approche développée dans cette thèse devra dans le futur être appliquée systématiquement à l'étude des cherts aux fins de reconstructions paléoenvironnemantales.

 

Lundi 23 novembre 2009, 15h
Amphithéâtre du CRPG


Membres du jury :
Ader M., André L., Boiron M.-C., Chaussidon M.,
Marty B., Philippot P., Robert F.



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