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Soutenance de thèse de Marion Giusti

8 mars 2019

Soutenance de thèse de Marie Bidault

4 mars 2019

Soutenance de thèse d’Adriao de Brito Alden

Mélange mécanique et métamorphisme des lithologies basiques et ultrabasiques au cours de la mylonitisation dans le système transformant de St. Paul, dorsale medio-atlantique

 

Le système transformant de St. Paul (SPTS) affiche l’un des contextes tectoniques les plus complexes, composé de quatre failles transformantes, trois segments de dorsale (intra-transformants) qui décalent de 630 km la dorsale équatoriale médio-atlantique. Cette région est connue pour ses roches mantelliques uniques qui émergent dans les îlots Saint-Pierre et Saint-Paul, toujours en cours d’élévation. Le SPTS montre une transition depuis une zone de cisaillement régionale au nord vers une région dominée par des Ocean Core Complexes (OCCs) au sud. Les tectonites recueillies tout le long du système transformant ont subi une déformation généralisée dans des conditions ductiles et fragiles et ont été regroupées de la façon suivante : des ultramylonites ultrabasiques, basiques et intermédiaires. Les mylonites ultrabasiques sont des harzburgites porphyroblastiques à porphyroclastiques avec des restes d’amphiboles équilibrées dans le faciès granulite. Les mylonites basiques sont principalement des gabbros porphyroclastiques fortement transformés en amphibolites. Les mylonites intermédiaires sont des schistes riches en talc-chlorite composés de proportions variables de roches basiques et ultrabasiques fortement déformées et hydratées. Toutes les roches ont une matrice très fine (<0.1 mm), une foliation à bandes très marquées qui ont subi une altération tardive à faible température.

La géothermométrie donne des températures d’équilibre comprises entre 700 et 900 ° C pour les péridotites et entre 700 et 850 ° C pour les roches gabbroiques. Les teneurs en éléments majeurs et traces des mylonites ultrabasiques se situent dans le champ des péridotites abyssales épuisé, provoquées par une faible fusion fractionnelle (jusqu’à 9%), mais elles présentent un enrichissement marqué en terres rares légères et une anomalie positive en Eu. Les mylonites basiques et intermédiaires présentent des spectres de terres rares plats à enrichis (jusqu’à 100 fois les chondrites de classe CI) et des anomalies variables en Eu. Une interaction entre les roches et les fluides via des conduits hydrothermaux est considérée pour expliquer l’enrichissement global des terres rares, et plus spécifiquement pour les terres rares légères. Ces caractéristiques de composition suggèrent une assimilation variable de N-MORB et d’E-MORB au cours de la mylonitisation ou au cours d’une interaction précoce entre la fusion et le magma et une évolution hydrothermale dans des conditions métamorphiques variables. Les failles transformantes sont des milieux mécaniquement résistants qui ne sont pas affaiblis par les minéraux lubrifiants comme le talc ou la serpentine et la déformation se produit principalement en milieu anhydre. Le premier profil de contrainte pour cette région est présenté et suggère une transition plastique-fragile à une profondeur d’environ 15 km.

Mots clés : Zone de fracture, Mylonite, Atlantique équatorial, Métamorphisme, St. Paul, Dorsale Médio-Atlantique

 

Soutenance de thèse de Marie Thoby

Composition des isotopes stables du molybdène dans les carbonates du Précambrien : affinement du proxy et applications paléo- environnementales

 

Les conditions redox des océans ont considérablement évolué au cours du Précambrien. Ceci est principalement dû à l’arrivée de l’oxygène engendrant dans un premier temps des oasis d’oxygène puis un Grand Evènement d’Oxydation (GEO) vers 2.45 Ga. Néanmoins, les connaissances concernant la datation des premiers signes d’oxygénation et les mécanismes de leur enregistrement sédimentaire propres à cette période restent encore à approfondir.

Depuis plusieurs années, la composition isotopique en molybdène (Mo) dans les sédiments est utilisée comme proxy redox des océans globaux. En effet, sous des conditions oxygénées où précipitent des oxydes de fer (Fe) et de manganèses (Mn), l’eau de mer globale présente des enrichissements en isotopes lourds (2.36‰ actuellement), tandis que dans des conditions réduites, sa composition se rapproche de la valeur crustale de 0.20‰. Or, les black shales et les carbonates peuvent, sous certaines conditions, enregistrer la valeur isotopique de l’eau de mer.

Ce proxy redox a été exploité lors de cette thèse afin d’investiguer à la fois les conditions redox environnementales enregistrées par la composition isotopique du molybdène dans les sédiments mais également les processus d’enregistrement de ce signal dans les sédiments carbonatés.

Une approche par attaque séquentielle de roches carbonatées permet d’observer le partitionnement du molybdène entre les différentes phases composant les carbonates. Les résultats montrent que le Mo se loge dans les phases réduites que sont la matière organique mais également les carbonates authigènes.

Une étude sur des argiles et carbonates riches en Mn(II) dans les Formations Boolgeeda et Kazput (craton de Pilbara, Australie) permet d’étudier les mécanismes de mise en place d’enrichissements sédimentaires en Mn formés au cours du GEO. Les résultats mettent en évidence diversité des processus d’enrichissement. Couplés à d’autre proxy redox (anomalie du cérium et enrichissements en Mo et U) et comparés aux analogues modernes de sédiments riches en Mn issus du bassin réduit de Landsort (mer Baltique), les données argumentent pour une réduction des oxydes de Mn(IV) au sein de la colonne d’eau et à l’interface des sédiments. Ces observations invitent à la discussion concernant les enrichissements en Mn du Précambrien dont le processus de réduction des oxydes est automatiquement considéré comme intra-sédimentaire.

Finalement, une étude comparative des signaux isotopiques des carbonates et des black shales au cours des temps géologiques révèle que les carbonates présentent des valeurs maximales illustrant la présence d’un cycle oxydative du Mo marin antérieur à 2.6 Ga tandis que les sédiments réduits présentes seulement des valeurs crustales. Il est proposé ici que cette différence de composition isotopique résulte de l’absence de condition euxinique permettant l’enregistrement des valeurs de l’eau de mer par les black shales.

Mots clés : Molybdène, Isotopes, Carbonates, Précambrien, Paléo-environnement, Conditions redox

Directeurs de thèse : Jacques Deverchere (LGO) et Kurt Konhauser (University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada) Encadrant principal : Stefan Lalonde (LGO)

14 décembre 2018

Soutenance de thèse de David DELLONG

Failles actives et structure profonde de la marge Est-Sicilienne

Le bassin Ionien en méditerranée centrale est exposé à plusieurs séismes destructeurs, parfois accompagnés de tsunamis, qui ont été enregistrés dans le passé (Catane en 1693, Messine en 1908). Cependant, l’identification des failles et du régime tectonique liés à ces évènements font encore débat dans la communauté scientifique. De plus, d’un point de vue géodynamique, l’importance de ce bassin réside dans le fait qu’il abrite une subduction subissant un “retrait de la plaque plongeante” vers le Sud-Est depuis les derniers 35 Ma. Ce phénomène est désigné comme responsable des mouvements de grands blocs continentaux méditerranéen tels que les Corso-sardes (Corse et Sardaigne) et Calabro-Péloritain (Sicile et au sud de l’Italie). Les mécanismes liés à ces grands mouvements (plus de 700 km) ne sont pas entièrement compris et font l’objet de nombreux débats scientifiques. Ma thèse a pour but d’identifier certaines failles majeures et d’améliorer la compréhension de ce système de subduction et de la marge Est-Sicilienne.

La campagne DIONYSUS, qui a eu lieu en octobre 2014 à bord du navire allemand R/V Meteor, était un projet mené par quatre instituts européens : Ifremer et CNRS-UBO (en France), Geomar (Allemagne) et INGV Rome (Italie). Cette campagne a permis de recueillir des données de sismique grand-angle avec 153 déploiements d’OBS (pour Ocean Bottom Seismometer ou Sismomètres de fond de mer), de sismique réflexion multitrace et de bathymétrie, le long de cinq profils dans le bassin (voir carte). Ce type de données va permettre d’étudier de la structure profonde du bassin Ionien et de la marge Est-Sicilienne (jusqu’à 30 km de profondeur). Deux thèses sont actuellement en cours et modélisent les données OBS de trois profils à Geomar et de deux en France entre Ifremer et le CNRS-UBO.

Les modèles de vitesses obtenus par modélisation des deux profils (nommés DYP1 et DYP3) permettent d’identifier plusieurs structures majeures. Tout d’abord, la position probable d’une grande faille dite STEP (pour Subduction Transform Edge Propagator) qui est une grande faille de déchirure lithosphérique, et qui est liée au retrait de la plaque plongeante. Ces modèles permettent aussi d’imager la structure profonde de la coûte océanique du basin ainsi que de l’Escarpement de malte qui est interprété comme une ancienne marge transformante. C’est résultats sont important pour la compréhension de la géodynamique du bassin.

 

Carte de localisation des profils de la campagne DIONYSUS et des structures majeures du basin Ionien.

Mots clés

Failles actives, séismes, Sismique Grand-angle,Méditerranée, Italie, Sicile, Calabre, Marge Est-Sicilienne, Géodynamique, Structure profonde, Crustale

Directeur(s) de thèse : Frauke Klingelhoefer (Ifremer) & M-A Gutscher (LGO)

21 novembre 2018