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

Not availableLa 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 xénolite

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

Not availableLa 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 xénolite

Âge de mise en place à 331 ± 9 Ma du monzogranite de Soultz (socle du graben du Rhin) par datation U/Pb sur zircon à la microsonde ionique d'échantillons de 5 km de profondeur

International audienceDrilling at Soultz-sous-Forêts, France, conducted as part of the European ‘Hot Dry Rock’ Project, penetrated the Rhine Graben basement down to 5 090 m and revealed a porphyritic monzogranite. Chemical composition and REE patterns of three samples at 5 km depth indicate homogeneous composition with a slight vertical differentiation, suggesting stable P–T conditions after the magma emplacement. U/Pb ion-probe zircon dating provides an emplacement age at 331±9 Ma. This age is in agreement with those of the other intrusive granitoids in this part of the Variscan segment, indicating a period of intensive magmatic activity around 330 Ma.Dans le cadre du projet Européen Hot Dry Rock de Soultz-sous-Forêts (France), plusieurs sondages ont été réalisés dans le socle du graben du Rhin, dont un jusqu'à 5 090 m de profondeur, qui ont mis en évidence un monzonite porphyrique. La composition chimique et les spectres de terres rares montrent une composition homogène, avec une légère différenciation verticale, ce qui suggère des conditions P–T stables après la mise en place du magma. Une datation U/Pb à la microsonde ionique sur zircons a fourni un âge de 331 ± 9 Ma. Cet âge est compatible avec ceux des autres granitoı̈des affleurant dans cette partie de la chaı̂ne Varisque, et indique une période d'activité magmatique intense vers 330 Ma

Variscan to eo-Alpine events recorded in European lower-crust zircons sampled from the French Massif Central and Corsica, France

International audienceIon-microprobe U–Pb zircon dating of lower-crust metasedimentary granulite are reported on samples from two localities in Europe in order to determine (a) how this environment recorded the Variscan and eo-Alpine events, and (b) whether the transition between the two orogenic cycles was continuous or separated by a gap. The samples come from enclaves hosted by Miocene volcanoes at Bournac in the French Massif Central, and from the granulitic metasedimentary basement of the Alpine Santa Lucia nappe in Corsica, on the South European paleomargin of the Ligurian branch of the Tethys Sea. The zircon ages from Bournac range between 630 and 430 Ma and between 380 and 150 Ma with a major frequency peak at 285 Ma; the zircons older than 430 Ma are interpreted as detrital, whereas those younger than 380 Ma are considered to have formed by metamorphic processes after burial in the lower crust. Zircon ages from Santa Lucia range from to 356 to 157 Ma, with exception of one inherited Archean grain, and are interpreted like the younger Bournac zircons as having been formed by metamorphic processes.In a granulite metamorphic environment, as opposed to an anatectic environment, new zircon growth can occur in the solid state. Once Zr has been incorporated into zircon, however, it is difficult to remobilize without dissolution; thus Zr available for new zircon growth must result from the breakdown of Zr-bearing minerals during prograde and/or retrograde events. In this light, the U–Pb zircon-age probability curves are interpreted as markers for major tectonometamorphic events, as suggested by the close correspondence between peaks in the curve and geological events recorded in the upper-crust, such as magma emplacement and basin subsidence.Evidence of a tectonometamorphic gap between the Variscan and Alpine orogeneses is provided by the Santa Lucia zircon-age probability curve, which reveals a probable interlude during the Variscan–Alpine transition between 240 and 210 Ma. Here, the peak at 240 Ma is interpreted as the very beginning of crustal extension and the low at 210 Ma as a period of quiescence prior to the formation of an active margin and oceanization

Zircon U-Pb geochronology of Ordovician magmatism in the polycyclic Ruitor Massif (Internal W Alps)

Among the Middle Penninic basements of the Internal NW-Alps, the Ruitor massif shows the best preserved remnants of pre-Permian metamorphic rocks. Their Barrovian-type mineral associations are somewhat masked by the greenschist to blueschist Alpine metamorphism of Tertiary age. Four Ruitor gneisses have been analysed, showing geochemical characters of granitoids from orogenic zones. Zircon morphology also suggests magmatic protoliths and a crustal source; some of the morphological zircon types suggest anatectic granites. The first U-Pb ages on zircon for this massif have been obtained concurrently through conventional multigrain and ion microprobe dating. Two metavolcanic rocks at 471±5 and 468±22 Ma could be slightly older than the porphyritic augen gneisses at 465±11 and 460±7 Ma. Regional data from the other Internal basement massifs suggest that the Variscan event is poorly recorded, except in Ruitor-type units. Ruitor and Sapey gneisses belonged to the same unit (Nappe des Pontis), which was affected by a 480-450-Ma event including volcanism and anatexis and ended with a late calc-alkaline granite emplacement at 460-450 Ma. The distribution of Variscan basement units roughly parallels Alpine zonation. Electronic supplementary material is available if you access this article at http://dx.doi.org/10.1007/s00531- 002-0280-0. On that page (frame on the left side), a link takes you directly to the supplemenary material

Dating of U-rich heterogenite : new insights into U deposit genesis and U cycling in the Katanga Copperbelt

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The role of melt composition on aqueous fluid vs. silicate melt partitioning of bromine in magmas

International audienceVolcanogenic halogens, in particular bromine, potentially play an important role in the ozone depletion of the atmosphere. Understanding bromine behaviour in magmas is therefore crucial to properly evaluate the contribution of volcanic eruptions to atmospheric chemistry and their environmental impact. To date, bromine partitioning between silicate melts and the gas phase is very poorly constrained, with the only relevant experimental studies limited to investigation of synthetic melt with silicic compositions. In this study, fluid/melt partitioning experiments were performed using natural silicate glasses with mafic, intermediate and silicic compositions. For each composition, experiments were run with various Br contents in the initial fluid (H2O–NaBr), at T–P conditions representative of shallow magmatic reservoirs in volcanic arc contexts (100–200 MPa, 900–1200 °C). The resulting fluid/melt partition coefficients (DBrf/m) are: 5.0 ± 0.3 at 1200 °C–100 MPa for the basalt, 9.1 ± 0.6 at 1060 °C–200 MPa for the andesite and 20.2 ± 1.2 at 900 °C–200 MPa for the rhyodacite. Our experiments show that DBrf/m increases with increasing SiO2 content of the melt (as for chlorine) and suggest that it is also sensitive to melt temperature (increase of DBrf/m with decreasing temperature). We develop a simple model to predict the S–Cl–Br degassing behaviour in mafic systems, which accounts for the variability of S–Cl–Br compositions of volcanic gases from Etna and other mafic systems, and shows that coexisting magmatic gas and melt evolve from S-rich to Cl–Br enriched (relative to S) upon increasing degree of degassing. We also report first Br contents for melt inclusions from Etna, Stromboli, Merapi and Santorini eruptions and calculate the mass of bromine available in the magma reservoir prior to the eruptions under consideration. The discrepancy that we highlight between the mass of Br in the co-existing melt and fluid prior to the Merapi 2010 eruption (433 and 73 tons, respectively) and the lack of observed BrO (from space) hints at the need to investigate further Br speciation in ‘ash-rich’ volcanic plumes. Overall, our results suggest that the Br yield into the atmosphere of cold and silicic magmas will be much larger than that from hotter and more mafic magmas