Dissertations / Theses: 'Géochimie des isotopes stables'

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Fleurent, Léonora. "Mécanismes d’enregistrement géochimique liés à des processus cinétiques au moment de la précipitation des travertins." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS204/document.

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Abstract:

Si la relation entre l’enregistrement géochimique au sein de ces travertins et les paramètres environnementaux semble admise, le détail des processus, notamment cinétique et dégazage, ainsi que leur poids respectifs dans les reconstitutions paléoenvironnementales ne sont clairement établis. Afin de mieux contraindre ces processus, un travail minutieux de reconnaissance des mécanismes de précipitation et d’enregistrement de la signature géochimique a été effectué sur les travertins –récents et fossiles- d’une source carbogazeuse située dans le Massif Central (France). Il couple expériences de laboratoire innovantes et travail sérié sur le terrain.Le taux de dégazage du CO2 dans les sources carbogazeuses est l’un des facteurs principaux conduisant aux conditions de précipitation via la modulation du taux de précipitation de la calcite et par conséquent, sa composition en 18O et 13C. Les tests en laboratoire ont été conduits en deux étapes : (1) caractérisation des mécanismes de dégazage seuls, et (2) des expériences combinant dégazage et précipitation pour mieux appréhender les processus cinétiques lors de la précipitation des travertins. En parallèle, un travail de terrain spécifique par pose de plaques de plexiglas le long de différents écoulement de la source, nous a permis de connaitre la résolution de précipitation des travertins et d’obtenir une meilleure estimation des facteurs de fractionnement.Les tests en laboratoire confirment que, lors d’un dégazage important, i.e. conduisant à la précipitation de travertins, la spéciation des espèces du carbone inorganique dissout (CID) et les flux entre ces espèces sont des paramètres primordiaux à considérer. Le facteur de fractionnementεDIC-CO2(g) qui dépend du pH suit alors une distillation de Rayleigh dans un système cinétique. Les évolutions des espèces carbonées en solution ont ainsi pu être modélisées à l’aide d’une équation de diffusion faisant intervenir les paramètres propres à l’expérience.Les résultats de terrain permettent de démontrer que les variations de conditions de précipitation sont principalement dues aux variations de conditions hydrodynamiques et, secondairement, aux variations de température, ce qui a pu être modélisé à l’aide de l’équation définie par Plummer en 1968 et qui a montré la variabilité des conditions de précipitation in-situ. Dans le cas des expériences de précipitation en laboratoire et par comparaison avec les données de terrain, le facteur de fractionnement εCID-calcite va dépendre des concentrations de chaque espèce de CID mais aussi de la partition du carbone entre phase gaz et phase solide. Pour l’oxygène 18, de 0°C à 10°C, les résultats acquis sur les travertins actuels nous ont permis d’utiliser la droite définie récemment par Coplen (2007) pour lier de façon fiable la température au moment de la précipitation et le facteur de fractionnement. Toutefois, pour des températures plus élevées, le facteur de fractionnement est plus important que ce qu’il devrait et confirmant ainsi la non-représentativité des droites de Coplen pour la détermination de la température de précipitation. Lors des expériences de précipitation la tendance est inverse à celle observée pour les travertins confirmant l’influence de la vitesse de dégazage et de l’indice de saturation sur le fractionnement isotopique. Nous avons également confirmé avec les expérimentations, l’impact de la vitesse de précipitation sur les teneurs isotopiques enregistrées dans les travertins.Ce travail a mis en lumière des mécanismes cinétiques complexes et qui ne sont pas complètement contraints par la seule utilisation des outils isotopiques. L’utilisation du partitionnement des éléments traces est un outil primordial pour appuyer l’étude de ces mécanismes
The response of continental groundwater systems to recent climate fluctuations can be reconstructed via the continuous measurement of groundwater level, spring flow and climatic chronicles. When any data exist, recent reconstructions of groundwater dynamics may be reached through various recorders of environmental and hydrological conditions such as travertine. Although the relationship between geochemical records in travertine and environmental parameters seems to be accepted, the details of processes and their respective weight in the paleo-information are not clearly established.Rate of CO2 degassing in CO2-rich spring likely influences calcite precipitation rate and the related δ18O and δ13C composition. Isotopic equilibrium is rarely maintained during travertine deposition and the degassing rate is the main controlling factor of the disequilibrium. Due to the lack of knowledge, fractionation processes, either kinetic or equilibrium, occurring between CO2-rich water, gas and travertine required specific pH and temperature-controlled laboratory tests. These tests were conducted on synthetic water at different pH to focus only on the degassing processes. Other tests were conducted on trace elements partitioning during calcite precipitation, to identify the origin of isotopic signature variability, and to constraint the way of recording past conditions.All these tests confirmed that during a degassing leading to travertine precipitation, the speciation of dissolved inorganic carbon species is a major parameter to be tackled since a linear relationship between εDIC-CO2(g) and pH is observed. Indeed, we highlighted that for a high degassing rate, the isotopic equilibrium is not reached because the reaction greater involves light isotopes than heavy ones. There is thus different reaction rate between the species of dissolved inorganic carbon, the reactions occurring faster in the water than the one between water and gas, the latter being controlled by diffusion

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Guzman, Guerra Nury. "Validation d'une approche scléroclimatique sur la côte du Chili et du Pérou par l'analyse microstructurale et biogéochimique des coquilles du gastéropode Concholepas concholepas [Bruguière, 1789]." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112077.

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Abstract:

Les structures carbonatées élaborées par les organismes vivants reflètent, dans leur composition et leur structure, certaines variations des conditions du milieu. L'étude microstructurale et géochimique de coquilles de Concholepas concholepas (gastéropode des côtes du Chili et du Pérou) a été entreprise dans une perspective de reconstruction des conditions paléocéanographiques et paléo-climatiques au cours de l'Holocène. Ceci requiert, au préalable, la calibration entre un marqueur géochimique ("proxy") et un paramètre physico-chimique de l'environnement. La compréhension des modalités de croissance de C. Concholepas et l'établissement des bases d'une sclérochronologie de cette espèce, ont largement reposé sur des expériences de marquage des organismes à l'aide de fluorochromes. Ces expériences de marquage hebdomadaire ont aussi fourni un cadre chronologique adéquat pour la mise en oeuvre de l'étude géochimique des coquilles. Les mesures par spectrométrie de masse à ablation laser, microsonde électronique et SIMS nous ont ainsi permis d'obtenir des profils élémentaires et isotopiques dans la calcite des coquilles de C. Concholepas à l'échelle de quelques heures. Les mesures géochimiques indiquent que les teneurs en Mg et en delta 18O de la calcite de C. Concholepas montrent une relation avec les variations enregistrées de température. Cependant ces relations ne sont pas complètement linéaires. Des facteurs vraisemblablement liés à l'activité métabolique des organismes interviennent à divers niveaux dans l'incorporation des éléments mineurs et traces et dans les phénomènes de fractionnement isotopique pendant les processus de biominéralisation
The structure and composition of carbonate tests built by marine organisms may reflect environmental variations. The microstructural and geochemical study of Concholepas concholepas shells (gastropod living on the coasts of Chile and Peru) was undertaken with the aim to document the reconstruction of paleoceanographic and paleoenvironmental conditions during the Holocene. This requires, primarily, the calibration of a geochemical marker ("proxy") with a given physicochemical parameter of the environment. The understanding of the growth modalities of C. Concholepas and the establishment of the basis of a sclerochronology for this species were based upon marking experiments with fluorochroms. These experiments of weekly markings further provided an adequate chronological framework for the geochemical study of shells. Measurements by laser ablation ICP-MS, electronic microprobe and SIMS thus allowed us to obtain elementary and isotopic profiles in the calcite of C concholepas shells at a very high resolution (few hours) time-scale. The geochemical measurements within the calcite of C. Concholepas indicate that Mg abundance and delta 18O contents grossly covary with the recorded temperature. However, these relations are not completely linear. Factors probably related to metabolic activity of the organisms interfere at several levels in the incorporation of minor and trace elements and in the isotopic fractionation phenomena during the biomineralisation processes

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Belmecheri, Soumaya. "Reconstitution du dernier cycle climatique dans le sud des Balkans : géochimie des ostracodes lacustres (Ohrid)." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112302.

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Benetti, Marion. "Les isotopes stables de l'eau en Atlantique Nord." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2015PA066022.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’intéresse à deux zones de l’Atlantique Nord : la région subpolaire et la région subtropicale. Cette large couverture permet d’étudier le cycle de l’eau dans des régions hydrologiquement différentes, où des processus variés rentrent en jeu comme l’évaporation, la convection atmosphérique, la formation des précipitations, le cycle saisonnier de la glace de mer, les apports des rivières et des glaciers, et l’advection des masses d’eau et des masses d’air. Dans la région subtropicale, les variations des compositions isotopiques de la vapeur d’eau sont étudiées afin de comprendre le rôle de l’évaporation et du mélange avec la troposphère libre dans le contrôle de l’humidité et des compositions isotopiques à la surface des océans. Ces données innovantes recueillies in situ principalement au cours de l’été 2012 dans le gyre subtropical de l’Atlantique nord (campagne STRASSE) ont offert l’opportunité d’étudier les processus de fractionnement isotopique lors de l’évaporation océanique et le renouvellement de l’air de la couche limite atmosphérique. Aux plus hautes latitudes de l’océan Atlantique nord, la circulation de surface du gyre subpolaire permet le transfert d’eaux froides et dessalées en provenance de la région (sub)arctique vers l’intérieur du gyre. Dans le cadre de cette thèse, un jeu de données a été recueilli sur la période 2010-2014 et porte plus particulièrement sur la région du courant du Labrador et permet de se poser les questions suivantes : Comment le cycle de la glace de mer affecte la salinité de ces courants dessalés ? Comment évolue l’apport en eau météorique dans un contexte de fonte accélérée des glaciers continentaux ?
This thesis focuses on two regions of the North Atlantic: the subtropical gyre and the subpolar gyre. This large coverage allows an investigation of the water cycle in different hydrological regimes, where various processes take place such as sea ice seasonal cycle, rivers runoff, continental ice melt and advection of air and water masses. In the subtropical region, the variability of the isotopic composition of the water vapor is studied to understand the role of evaporation and mixing with free troposphere in humidity and isotopic compositions at the ocean surface. In particular, new data collected during summer 2012 (STRASSE cruise) gave the opportunity to explore kinetic fractionation processes during oceanic evaporation and air renewal in the atmospheric boundary layer. In the subpolar region, the surface circulation is cyclonic and transfers cold and fresh water from the arctic region to the interior of the subpolar gyre. For this thesis, data were collected between 2010 and 2014 from oceanographic cruises and commercial vessels to study the gyre interior and the main coastal currents carrying water from the arctic to lower latitudes. The study is mainly focused on the Labrador Current. There, isotopic measurements are used to identify the freshwater sources and to consider the following questions: How is the salinity of fresh currents affected by the sea ice formation and melting? How is the contribution of meteoric waters changing in a context of an acceleration of the melting of continental glaciers?

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Thomazo, Christophe. "Métabolismes à 2, 7 Ga dans leurs environnements." Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077182.

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Abstract:

Les variations séculaires du δ13Corg, δ34S, Δ33S et du δ15N, au cours des temps géologiques, montrent des excursions remarquables à 2,7 Ga. Ces variations ont été étudiées précédemment de façon indépendante. Dans cette étude, nous avons mesuré les rapports isotopiques et les concentrations du carbone, du soufre et de l'azote dans les mêmes échantillons provenant de la Formation de Tumbiana (2,73 Ga). Les valeurs de δ13C de la matière organique varient de -43 à -34%o, reflétant ainsi une l'activité des microorganismes méthanotrophes. Les valeurs de δ 34S des sulfures montrent de faibles variations comprises entre -5,8 et 2,7%o, suggérant que l'environnement de la formation de Tumbiana était pauvre en sulfates. Les fractionnements indépendants de la masse du soufre (MIF- S) mesurés dans cette étude montrent des anomalies faibles mais significatives, indiquant des conditions environnementales anoxiques il y a 2,73 Ga. La mise en évidence d'une tendance positive entre l'enrichissement en 12C de la matière organique et l'augmentation des anomalies isotopiques du Soufre est probablement le reflet d'une diminution de la concentration en méthane atmosphérique liée à l'assimilation du méthane. L'azote sédimentaire montre un enrichissement en 15N important avec des valeurs comprises entre 8,6 et 50,4%o. Nous proposons dans cette étude que ces valeurs soient le reflet d'un processus biologique d'oxydation de l'ammonium en nitrite. Cette thèse reporte ainsi pour la première fois une étude intégrée des compositions isotopiques du C, de l'O, du S et de FN dans une formation Archéenne et suggère une augmentation du degré d'oxydation de l'océan 400 Ma avant le « Great Oxidation Event »
Secular variations of δ13Corg, δ34S, Δ33S et du δ15N through geological times show large shifts around 2,7 Ga. These shifts were mostly reported from independent sediment sections. In this study, we measured isotopic ratios and elemental contents of C, S and N in the same samples from a pristine drill core retrieved from the Tumbiana Formation (2,73 Ga). Organic δ 13C values vary from -43 to -34%o, reflecting variable contribution of 13C-depleted methanotrophic biomass. Sulfide δ 34S show small variation from -5,8 to 2,7%o, suggesting that the 2,73 Ga environment of the Tumbiana Formation was sulfate-limited. Mass-Independent-Fractionation of S isotopes show anomalies ranging between -0. 24 and 1. 64%o, indicating anoxic environmental conditions. A positive correlation between the 12C-enrichment of organic matter and increasing MIF-S was observed, maybe due to the decrease in atmospheric methane concentration as a result of biotic methane assimilation. Sedimentary N show strong 15N enrichment with 815N values ranging between 8,6 and 50,4%o. I propose here a process of the oxidation of ammonium to nitrite to explain these high 515N values. This thesis reports, for the first time, integrated C, N and S isotopes measurements in the same sedimentary formation at 2,73 Ga. It shows that δ 15N and δ 13C strong excursions are synchronous with the onset of Δ 33S increase while δ 34S variations remain minor. These integrated isotopes approach facilitate to identify different types of metabolisms with respect to environmental conditions. Our results suggest that a stepwise increase in the oceanic oxidation degree could exist 400 Ma before the Great Oxidation Event

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Rouxel, Olivier. "Géochimie isotopique des métaux (Fe, Cu, Sb) et des metalloides (S, Se) dans la croûte océanique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPLA43N.

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Abstract:

Cette étude s'est intéressée à la recherche de nouveaux traceurs isotopiques (Fe, Cu, Se, Sb) des processus hydrothennaux océaniques (Site Lucky Strike, dorsale médio-Atlantique) et de l'altération des basaltes océaniques (Site ODP 801, Pacifique Ouest). L'objectif majeur a été d'explorer la possibilité d'utiliser ces systèmes isotopiques pour appréhender à la fois les processus chimiques et les processus biologiques dans ces environnements. Ce travail a nécessité la mise au point des protocoles analytiques des mesures isotopiques par ICP-MS multicollecteur Isoprobe. L'étude de la composition isotopique du Se dans les sulfures hydrothermaux océaniques montre des variations jusqu'à 8[pour mille], et avec l'analyse couplée des isotopes du S, permet d'apporter des informations importantes sur les processus biologiques et chimiques des environnements de subsurface. Les isotopes du Fe des sulfures hydrothermaux varient de plus de 4[pour mille], et sont influencés par les processus de précipitation de sulfures en profondeur. En revanche, les isotopes du Cu fractionnement préférentiellement pendant l'altération des sulfures de Cu dans les environnements des cheminées. , Les compositions isotopiques du S des sulfures secondaires dans la croûte océanique altérée variant entre 0 et -40[pour mille] sont en accord avec des fractionnements bactériens associés à la biosphère profonde. L'étude couplée avec les isotopes du Se apporte des contraintes supplémentaires sur les modèles de fractionnement des isotopes du S. Les valeurs isotopiques du Fe dans la croûte océanique varient de plus de 4[pour mille] et sont expliquées par (1) le lessivage préférentiel du 54Fe lors de l'altération et (2) l'oxydation partielle du Fe2+ et la précipitation d'hydroxydes de Fe dans les veines des basaltes, enrichis en 57Fe. La distinction entre des processus biologiques et abiotiques grâce aux isotopes du S, Se, Fe et Cu est donc possible mais des expériences en laboratoire des fractionnements isotopiques de ces éléments sont maintenant requises.

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Hamelin, Cédric. "Géochimie isotopique du lithium dans les basaltes - Géochimie des MORBs du Pacifique Sud." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344949.

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Abstract:

Ce travail est constitué de deux volets indépendants qui s'intéressent respectivement à la géochimie isotopique du lithium et à la variabilité géochimique des MORB du Pacifique sud. L'utilisation des isotopes du lithium en Sciences de la Terre est abordée dans un premier temps au travers de l'étude des laves de la Chaîne des Puys. Les échantillons de cette série volcanique intraplaque permettent d'apporter des contraintes sur les valeurs de la composition isotopique du Li dans la croûte continentale inférieure et dans le manteau d'affinité HIMU sous le Massif Central. La deuxième étude s'intéresse au comportement du Li lors du refroidissement d'une lave. Pour cela, des analyses in situ de la composition isotopique du Li ont été réalisé au travers de phénocristaux d'olivine d'un échantillon de picrite. Ces mesures ont permis de mettre en évidence un processus de fractionnement isotopique dû à la diffusion du Li dans les cristaux. Le deuxième volet de ce travail présente les résultats de la campagne océanographique PACANTARCTIC2. L'analyse des rapports d'éléments en traces et de la composition isotopique des isotopes radiogéniques (Sr, Nd, Pb et Hf) dans les basaltes collectés entre 53°S et 39°S le long de la dorsale Pacifique-Antarctique, permet d'étudier la variabilité des basaltes de dorsale loin de tout point-chaud. Cette étude mets en évidence différentes échelles d'hétérogénéités géochimiques dans la source de ces MORB. Ces variations le long de l'axe correspondent aux différents types de segmentation de la dorsale.

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Benetti, Marion. "Les isotopes stables de l'eau en Atlantique Nord." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066022/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse s’intéresse à deux zones de l’Atlantique Nord : la région subpolaire et la région subtropicale. Cette large couverture permet d’étudier le cycle de l’eau dans des régions hydrologiquement différentes, où des processus variés rentrent en jeu comme l’évaporation, la convection atmosphérique, la formation des précipitations, le cycle saisonnier de la glace de mer, les apports des rivières et des glaciers, et l’advection des masses d’eau et des masses d’air. Dans la région subtropicale, les variations des compositions isotopiques de la vapeur d’eau sont étudiées afin de comprendre le rôle de l’évaporation et du mélange avec la troposphère libre dans le contrôle de l’humidité et des compositions isotopiques à la surface des océans. Ces données innovantes recueillies in situ principalement au cours de l’été 2012 dans le gyre subtropical de l’Atlantique nord (campagne STRASSE) ont offert l’opportunité d’étudier les processus de fractionnement isotopique lors de l’évaporation océanique et le renouvellement de l’air de la couche limite atmosphérique. Aux plus hautes latitudes de l’océan Atlantique nord, la circulation de surface du gyre subpolaire permet le transfert d’eaux froides et dessalées en provenance de la région (sub)arctique vers l’intérieur du gyre. Dans le cadre de cette thèse, un jeu de données a été recueilli sur la période 2010-2014 et porte plus particulièrement sur la région du courant du Labrador et permet de se poser les questions suivantes : Comment le cycle de la glace de mer affecte la salinité de ces courants dessalés ? Comment évolue l’apport en eau météorique dans un contexte de fonte accélérée des glaciers continentaux ?
This thesis focuses on two regions of the North Atlantic: the subtropical gyre and the subpolar gyre. This large coverage allows an investigation of the water cycle in different hydrological regimes, where various processes take place such as sea ice seasonal cycle, rivers runoff, continental ice melt and advection of air and water masses. In the subtropical region, the variability of the isotopic composition of the water vapor is studied to understand the role of evaporation and mixing with free troposphere in humidity and isotopic compositions at the ocean surface. In particular, new data collected during summer 2012 (STRASSE cruise) gave the opportunity to explore kinetic fractionation processes during oceanic evaporation and air renewal in the atmospheric boundary layer. In the subpolar region, the surface circulation is cyclonic and transfers cold and fresh water from the arctic region to the interior of the subpolar gyre. For this thesis, data were collected between 2010 and 2014 from oceanographic cruises and commercial vessels to study the gyre interior and the main coastal currents carrying water from the arctic to lower latitudes. The study is mainly focused on the Labrador Current. There, isotopic measurements are used to identify the freshwater sources and to consider the following questions: How is the salinity of fresh currents affected by the sea ice formation and melting? How is the contribution of meteoric waters changing in a context of an acceleration of the melting of continental glaciers?

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Simon, Laurent. "Quelques exemples de modélisations géochimiques des interactions entre les enveloppes terrestres." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2003. http://www.theses.fr/2003ENSL0257.

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Guéguen, Bleuenn. "Apport de la géochimie isotopique du Nickel à l'étude des dépôts métallifères océaniques." Thesis, Brest, 2013. http://www.theses.fr/2013BRES0089/document.

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Abstract:

Les explorations scientifiques menées depuis une quarantaine d’années ont permis d'identifier la diversité et la complexité des processus géologiques et géochimiques conduisant à la concentration des métaux dans les grands fonds océaniques. Les dépôts métallifères riches en hydroxydes de Fer et de Manganèse, tels que les encroûtements hydrogénétiques et hydrothermaux et les nodules polymétalliques, présentent des enrichissements variés en éléments d'intérêts économiques tels que le Ni, Cu, Co, Te, Pt et les Terres Rares. Bien que la minéralogie et la géochimie de ces dépôts aient été largement étudiées dans la littérature, les sources de métaux restent encore mal déterminées. Par conséquent, comprendre la géochimie de ces dépôts implique d’une part, de connaître les processus participant à leur genèse, et d’autre part d’avoir de meilleures connaissances sur les sources impliquées (par ex. flux continental et hydrothermal) et leur importance dans les grands cycles biogéochimiques des métaux dans les océans. Afin d’apporter de nouveaux éléments de réponse, notre approche a consisté à utiliser les compositions isotopiques des métaux comme traceurs biogéochimiques. Ce projet est structuré autour de deux hypothèses, (1) le développement et l’utilisation d’un nouveau outil géochimique que sont les isotopes du Ni pour tracer les sources et les processus d’enrichissements en métaux dans les dépôts métallifères océaniques ; (2) la combinaison de plusieurs systèmes isotopiques tels que Fe, Pb, Cu et Zn (et Ni) dans les encroûtements de fer-manganèse comme proxy de la composition isotopique de l’eau de mer profonde. Après avoir développé une méthode d’analyse des isotopes du Ni par MC-ICP-MS et estimé la variabilité isotopique du Ni dans les systèmes naturels par la caractérisation des grands réservoirs terrestres, nous avons évalué expérimentalement le fractionnementisotopique du Ni lors de son adsorption sur les oxyhydroxydes de Fe et Mn comme analogue à ce qui pourrait se produire dans les dépôts de Fe-Mn naturels. Les résultats indiquent que lors de l’adsorption du Ni, la phase solide est enrichie en isotopes légers par rapport à la solution avec des facteurs de fractionnement (Δ60/58Nimin/sol) variant de -1 ‰ pour la birnessite, -0.9 ‰ pour la goethite et -0.4 ‰ pour la ferrihydrite. A partir de ces résultats et d’autres études récentes, nous avons pu appuyer l’hypothèse selon laquelle d’un point de vue global la variabilité isotopique du Ni dans les dépôts métallifères océaniques riches en Fe et Mn s’explique par des processus d’enrichissement et de formation lors de l’incorporation des métaux dans les phases minérales de Fe et Mn plutôt que par des variations des compositions isotopiques des sources. Ainsi les encroûtements hydrogénétiques formés lentement à partir de l’eau de mer ne montrent pas de fractionnement isotopique du Ni, tandis que les dépôts hydrothermaux formés par des processus rapides liés aux apports hydrothermaux montrent des fractionnements du Ni plus importants. Puis, afin d’évaluer la possibilité d’utiliser les signatures isotopiques du Ni comme nouveaux traceurs paléocéanographiques, nous avons mené une étude comparative sur des encroûtements collectés dans le Pacifique Nord (proche de Hawaii) et le Pacifique Sud (proche de Tahiti). Dans ce contexte, les ncroûtements de fer-manganèse formés par précipitation très lente de l’ordre de quelques mm/Ma entre 1500 et 3000 m de profondeur, fournissent un enregistrement de plusieurs millions d’années des métaux dissous dans l’eau de mer. Après avoir réalisé une étude minéralogique et géochimique (éléments majeurs et traces) et calibré les taux de croissance des encroûtements, nous avons mesuré pour la première fois les compositions isotopiques du Ni, Fe, Zn, Cu et Pb sur la même série temporelle
Scientific explorations implemented for around forty years allow to identifying the diversity and the complexity of geological and geochemical processes conducting to metals concentration on the deep seafloor. Fe- and Mn-rich metalliferous deposits such as hydrogenetic and hydrothermal ferromanganese (Fe-Mn) crusts and polymetallic nodules, present various enrichment in elements of economic interests like Ni, Cu, Co, Te, Pt and Rare Earth Elements. Although the mineralogy and geochemistry of these deposits have been largely studied in the literature, metal sources remain poorly determined. Accordingly, understanding the geochemistry of these deposits implies to know which processes are involved in their formation but also to have a better knowledge of the sources (e.g. the continental and hydrothermal fluxes) and their importance in the global oceanic metal biogeochemical cycles. In order to fill this gap, our approach consisted in using metal stable isotope compositions as biogeochemical tracers. This project is organized around two hypotheses, (1) development and utilization of a new geochemical tool, namely Ni isotopes, for tracing metal enrichment sources and processes in oceanic metalliferous deposits; (2) combination of several isotope systematics such as Fe, Pb, Cu, Zn (and Ni) in Fe-Mn crusts as proxies of the deep seawater isotope composition. Upon developing an analytical method for measuring Ni isotopes by MC-ICP-MS and estimating the Ni isotopes variability in natural systems through the characterization of terrestrial reservoirs, we experimentally evaluated Ni isotope fractionation during adsorption on Fe- and Mn-oxyhydroxides since similar processes may potentially occur in natural Fe-Mn deposits. Results indicate that after Ni adsorption, the solid phase is enriched in light Ni isotopes relatively to the solution with fractionation factors (Δ60/58Nimin/sol) varying from -1 ‰ for birnessite, -0.9 ‰ for goethite and -0.4 ‰ for ferrihydrite. These results, and other recent studies, strengthen our hypothesis according to which Ni isotopes variability in Fe- and Mn-rich metalliferous deposits can be explained by enrichment and formation processes during metal incorporation in Fe and Mn mineral phases rather than variations in the isotopic composition of the sources. Thus, hydrogenetic Fe-Mn crusts formed slowly from seawater dissolved metals do not show significant Ni isotope fractionation, whereas hydrothermal deposits formed by relatively rapid processes as a result of hydrothermal inputs exhibit important Ni isotope fractionation

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Pons, Marie-Laure. "La Terre à l'Archéen. Apport des isotopes de métaux de transition (Zn, Fe)." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00682665.

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Abstract:

L'Archéen, de 4 à 2,5 Ga, est la période qui a connu les plus grands bouleversements géologiques et biologiques de l'histoire de la Terre : formation des continents, transition d'une tectonique à composante verticale vers une tectonique des plaques horizontale, apparition de la vie, ... Le but de cette thèse est d'étudier les conditions environnementales de la Terre à l'Archéen, par l'analyse des compositions isotopiques de métaux de transition (Fe, Zn) de roches provenant principalement de la province d'Isua au Groenland (3,8 Ga). Après avoir adapté le protocole de séparation du Fe, Cu, Zn à des échantillons riches en Fe, nous avons acquis les données par spectrométrie de masse à source plasma et à multicollection MC-ICPMS. Nous nous sommes d'abord intéressés au processus de serpentinisation de la croûte océanique, réaction produisant à la fois des nutriments pour la vie (CH 4 , H 2 ) et des minéraux catalyseurs (mackinawite) de la formation abiotique d'acides aminés, molécules du vivant. L'affleurement d'Isua comporte une unité ophiolitique présentant les serpentinites les plus anciennes (3.81-3.70 Ga) : leur analyse permet d'appréhender la réaction de serpentinisation à l'Archéen. Les résultats obtenus pour la composition isotopique du zinc dans ces roches et dans des serpentinites modernes ont permis d'établir une correspondance entre le processus de serpentinisation à Isua et la mise en place de volcans de boues de serpentinites à l'aplomb de la fosse des Mariannes. Nous avons ainsi pu identifier Isua comme une zone d'arrière-arc de subduction océanique, lieu d'une serpentinisation produisant des fluides de température variable (100-300°C) et de pH alcalin (9-12). Nous montrons que cette configuration atypique réunissant serpentinisation, fluides alcalins et édifices volcaniques est favorable à l'émergence du vivant. Nous avons ensuite analysé de nombreux échantillons de formations de fer rubané (BIFs), sédiments propres à l'Archéen et au début du Protérozoïque. L'évolution de la composition isotopique du zinc de ces échantillons au cours du temps a permis d'établir une chronologie de l'émersion des continents.Nos résultats sont en faveur d'une émersion débutant il y a 2,9 Ga. Enfin, nos données nous informent sur la colonisation des continents émergés par la vie à 2,6 Ga et sur la pédogenèse de sols archéens comportant un horizon organique.

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Faure-Brac, Mathieu. "Effects of thermophysiology on the evolution of Pseudosuchia (Archosauria) : contributions of paleohistology and isotopic geochemistry using phylogenetic comparative methods." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS233.

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Abstract:

Il est aujourd’hui communément admis que les archosaures sont ancestralement endothermes, soit qu’ils présentent des mécanismes de thermogenèse non frissonnante. Parmi les archosaures, les crocodiliens actuels sont pourtant des ectothermes, mais présentent des caractéristiques anatomiques et moléculaires traditionnellement associées à l’endothermie : un cœur à quatre cavité ; plusieurs acquisitions liées à une respiration efficace, comme un muscle diaphragmatique et un flux d’air unidirectionnel ; la formation de tissus osseux liés à des taux de croissance élevés ; un taux d’évolution mitochondrial important. Des études sur des pseudosuchiens éteints ont conclus que la plupart des espèces du Trias étaient endothermes. La perte de l’endothermie au sein du clade doit cependant toujours être définie. Durant cette thèse, j’ai utilisé la géochimie des isotopes stables et l’ostéohistologie quantitative pour inférer la température corporelle et le taux métabolique au repos, deux proxies de l’endothermie, de plusieurs métasuchiens. J’ai conclus que le clade Metasuchia était ancestralement ectotherme et, à l’aide d’une reconstruction ancestrale des caractères, que l’endothermie a probablement été perdue au nœud Crocodylomorpha. J’en déduit l’hypothèse suivante : l’endothermie des pseudosuchiens était probablement à un stade plus primitif que celle des dinosaures. Contrairement à ces derniers, les pseudosuchiens endothermes n’ont pu survivre à l’extinction de masse de la fin du Trias, ne laissant pour seul survivant que les crocodylomorphes ectothermes
It is today well established that archosaurs are ancestrally endotherms, i.e., they present mechanisms of non shivering thermogenesis. Among archosaurs, extant crocodilians are ectothermic but present particular anatomical and molecular features traditionally associated with endothermy: a fourc hambered heart; several acquisitions linked to an efficient breath such as a diaphragmatic muscle and unidirectional airflow; the deposition of high growth rate bone tissues; a high mitochondrial rate of evolution. Studies on extinct pseudosuchians suggested that most of the Triassic species were endothermic, but the timing of the loss o fendothermy in Pseudosuchia still has to be constrained both temporally and phylogenetically.In this thesis, I use stable isotopic geochemistry and quantitative osteohistology to infer the body temperature and the resting metabolic rate, to proxies to infer endothermy, of several metasuchians. I concluded that metasuchians are primitively ectothermic, and inferred the loss of endothermy at the node Crocodylomorpha using ancestral state reconstruction. I hypothesize pseudosuchian’s endothermy was in a more primitive state than dinosaurs’ and that they were not able to survive the end Triassic mass extinction. The only surviving pseudosuchians were then ectothermic crocodylomorphs, leading to extant species

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Alleman, Laurent. "Apport des isotopes stables du plomb au suivi des traces métalliques en Méditerranée et en Atlantique du Nord." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30026.

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Abstract:

L'objectif de cette etude etait de decrire la dynamique des cycles tropospheriques et oceaniques du plomb en mediterranee occidentale et en atlantique-est au moyen des isotopes stables du plomb, afin d'affiner les modeles de transfert existant. Nous avons montre la variabilite spatiale des signatures isotopiques du plomb tropospherique sur le pourtour ouest mediterraneen ainsi que l'evolution transitoire des contributions respectives de l'industrie et des emissions automobiles. Les isotopes stables du plomb et les concentrations ont ete mesurees simultanement dans la colonne d'eau sur la fraction dissoute et particulaire, les particules sedimentaires et le sediment en mediterranee. Ces resultats inedits ont permis a la fois de determiner les sources (apports sporadiques sahariens, remobilisation du sediment superficiel) et d'etudier les processus de transferts (echanges particulaires/dissous, repackaging, melange des masses d'eau) se deroulant en mer ouverte (mer ligure) et sur une marge continentale (golfe du lion). En atlantique est, le premier profil de composition isotopique de plomb dissous a permis de montrer la contamination en plomb des eaux profondes (3000m) et de confirmer la presence dans les eaux intermediaires (200 a 1000m) du signal isotopique de plomb americain advecte que nous avions deja observe sur des particules sedimentaires (ferrand, 1996). La contamination des eaux profondes est expliquee, au site oligotrophe, par un apport advectif de masse d'eau riche en plomb anthropique peu radiogenique et, au site mesotrophe, par la remineralisation d'une fraction du plomb particulaire (45%) acquis dans les eaux de surfaces. Le processus de repackaging globalement faible sur la zone oligotrophe (2412%) est discute et compare a celui calcule en mer des sargasses (30%)

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Sivry, Yann. "Utilisation des isotopes stables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb pour quantifier le compartiment échangeable des éléments trace métalliques et de delta66Zn pour tracer les pollutions polymétalliques." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/471/.

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Abstract:

Une technique de " spikage ", ou dilution d'isotopes stables multi-élémentaire, a été est développée afin de quantifier et caractériser simultanément les compartiments échangeables de Cd, Zn, Cu, Ni et Pb dans des sols contaminés. Cette technique a étéest ici validée par comparaison avec les résultats de spikage d'isotopes radioactifs de Cd, ainsi que ceux d'extractions chimiques. Par ailleurs, une étude intégrée des signatures isotopiques du Zn (d66Zn) dans plusieurs compartiments d'écosystèmes contaminés (sites métallurgiques de Viviez-Decazeville, S. -O. France et de Kempen, N. -E. Belgique) permet de proposer un schéma cohérent des différents fractionnements isotopiques de Zn liés à son traitement métallurgique. L'existence de différents d66Zn pour le zinc " enrichi " et " résiduel " s'avère donc un outil puissant de localisation de sources de contamination métallurgique. Ces résultats démontrent l'efficacité des isotopes stables comme traceurs en matière de traçage de processus et de source de contamination
A multi-elementary spiking method has been is developpeddeveloped in order to simultaneously quantify and caracterizecharacterize simultaneously the labile pools fraction of Cd, Zn, Ni, Cu and Pb in contaminated soils. This method is has been validated by comparison with 1) radioactive Cd spiking data,g Cd and of2) chemical extractions results. In additionFurthermore, an integrated study of Zn isotopic signatures (d66Zn) in various compartments pools of two contaminated ecosystems (zinc smelting sites of Viviez-Decazeville, S. -W. Of France and of Kempen, N. -E of Belgium) has been performed allowing the identification of various allows to assume a coherent scheme of Zn isotopic fractionations during associated to the metallurgical processes. The differents d66Zn ratio observed in between "enriched" and "residual" zinc would be a powerfull tool to identify the metallurgical contaminations origins. These results demonstrate the efficiency of stable isotopes as tracers for contamination processes and sourcescontaminations tracers

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Minoletti, Fabrice. "Mise au point d'un protocole de séparation des assemblages de nannofossiles calcaires : apport à la micropaléontologie et à la géochimie des producteurs carbonates pélagiques : application à la crise Crétacé-Tertiaire." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066441.

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Gal, Frédérick. "ETUDE GEOCHIMIQUE ET ISOTOPIQUE DES EAUX SUPERFICIELLES DU BASSIN VERSANT DU FURAN ET DES EAUX MINERALES DU GRABEN DU FOREZ, EST DU MASSIF CENTRAL FRANÇAIS." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011941.

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Abstract:

Ce travail est basé sur l'étude d'un continuum eau de pluie – eau de surface – eau minérale, en utilisant différents outils chimiques et géochimiques. La zone d'étude se situe en bordure Est du Massif Central Français. Elle comprend des entités géographiques et géologiques variées (complexe granito-gneissique et cristallophyllien – Monts du Forez et du Lyonnais d'âge hercynien, graben Oligocène du Forez à venues volcaniques miocènes).
La première partie repose sur l'étude en isotopes stables (18O, 2H) des précipitations locales (3 points de mesures ; prélèvements journaliers sur 1 à 3 ans), dont les contenus en tritium permettent de déterminer le bruit de fond atmosphérique actuel. Les mesures 18O, 2H ont permis de construire une droite locale des eaux météoriques et de quantifier les gradients d'appauvrissement des rapports isotopiques en fonction de l'altitude. Ceci permet aussi de déterminer les temps de transit de l'eau dans les aquifères superficiels et de détecter la présence d'eaux récentes dans des eaux plus minéralisées. De plus, une évaluation des quantités d'eau réellement disponibles à l'infiltration (et de leur signature isotopique) a été entreprise en se basant sur différentes méthodes de calcul de l'évapotranspiration.
La seconde partie consiste en l'étude de rivières et d'aquifères peu profonds, majoritairement situés en zone d'arène granitique et connaissant des variations de débit marquées. La détermination des contenus en éléments majeurs cations et anions donne des gammes de Solides Totaux Dissous variant de 30 à 500 mg/l pour les sources, de pH acide à neutre et de faciès Na-Ca-Cl-HCO3. Les calculs d'indice de saturation, incluant les phases minérales des sols locaux, montrent une interaction limitée avec les produits d'altération d'une matrice rocheuse granitique. Les rapports isotopiques en carbone 13 indiquent une forte proportion de matière organique dissoute. La détermination des d18O et dD permet d'envisager une recharge préférentielle en hiver ainsi que des gradients d'altitude proches de ceux enregistrés par les pluies. L'utilisation de modèles de transit souterrain de type « dispersion » permet d'estimer des temps de transit moyens de 10 à 15 mois en oxygène et 8 à 13 mois en hydrogène.
Enfin, 7 sources minérales, en contexte granitique faillé ou sédimentaire, ont également fait l'objet de prélèvements réguliers. Six d'entre elles sont carbogazeuses, deux ont un caractère thermal. Trois faciès chimiques, marquant une augmentation de la minéralisation, sont représentés : Ca-Mg-HCO3, Na-HCO3-Cl et Na-HCO3. Les indices de saturation indiquent une nouvelle fois une nette interaction avec le socle. Or, les précipitations/dissolutions d'espèces minérales modifient les concentrations en cations. Dès lors, les estimations de température profonde des réservoirs (géothermomètres à cations) donnent une gamme de variation de 150 à 240°C. Les rapports isotopiques en oxygène et hydrogène sont beaucoup plus stables que ceux des eaux de surface, les eaux Na-HCO3 ayant des deltas appauvris par rapport à leurs altitudes d'émergence. La détermination des altitudes des aires de recharge, en utilisant les gradients déterminés sur les pluies, donne des altitudes compatibles avec celles des reliefs locaux. Les signatures en carbone 13 sont influencées par la signature du CO2 profond pour les sources carbogazeuses. Une source thermale (faciès Na-Cl-HCO3) a des valeurs très différentes. Certaines sources du faciès Ca-Mg-HCO3, par leur contenu en tritium, attestent de mélanges avec des eaux de surface, de faible importance cependant (13C, 14C). Pour l'ensemble des sources minérales, les durées maximales de temps de transit obtenues par le carbone 14 sont de l'ordre de 20000 à 25000 ans, alors que cette durée est de 8000 ans pour la source thermale précédemment mentionnée.

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Bongiolo, Everton Marques. "Intégration de données minéralogiques, isotopes stables (O, H) et porosité de roche (14C-PMMA) dans la reconnaissance de l'évolution de l'altération dans le système hydrothermal de Lavras do Sul-RS, Brésil." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2334.

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Valdes, Maria. "Geochemistry and Cosmochemistry of Calcium Stable Isotopes." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2018. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/276866.

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Abstract:

Calcium (Ca) is the fifth most abundant element in the rocky planets. As a lithophile, refractory element, Ca does not partition into planetary cores nor is it volatilized during planetary accretion. These characteristics make Ca ideal for investigating the earliest stages of planetary formation and the subsequent chemical evolution of planetary mantles and crusts. This thesis presents observations of and explores the mechanisms involved in high-temperature mass-dependent Ca isotope fractionation in terrestrial, lunar, and meteoritic material. Chapter 1 reports Ca isotope fractionation among a co-genetic suite of samples from the Guelb el Azib ultramafic-mafic-anorthosite complex, which represents the fractional crystallization sequence of a terrestrial igneous magma chamber. The measurements imply that Ca isotope fractionation in an evolving crystallizing magma is mineralogically controlled and that the degree of fractionation can vary according to the Ca composition of the residual magma. Chapter 2 investigates ureilites, a distinctive group of achondritic meteorites, widely regarded to be mantle remnants of a disrupted asteroidal parent body. To date, it is not clear which of their features were inherited from the original chondritic body and which were created during post-accretionary igneous processes such as partial melting. This chapter presents evidence that partial melting on the ureilite parent body is responsible for two such ambiguous characteristics, Ca isotopic and magnesium number (Mg
Doctorat en Sciences
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Baneschi, Ilaria. "GEOCHEMICAL AND ENVIRONMENTAL STUDY OF A COASTAL ECOSYSTEM: MASSACIUCCOLI LAKE (NORTHERN TUSCANY, ITALY)." Phd thesis, Paris 11, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00400140.

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Abstract:

Le marais de Massaciuccoli est la plus importante zone humide de la Toscane septentrionale. C'est une lagune côtière qui draine un bassin d'environ 112 km2 de surface totale et qui est caractérisée par des eaux à salinité très variable. Cette zone est reliée à la mer par un canal artificiel, appelé « Burlamacca ».
Dans cette zone palustre, on retrouve de vieilles carrières (profondeur maximum : 30 m., superficie totale : 2,5 km2 ), témoignage d'une ancienne activité d'extraction de sable siliceux. Les principales sources polluantes sont représentées par les déchets urbains et industriels et par les eaux de drainage agricole ; au sein du bassin, il y a en effet 2 décharges et plusieurs entreprises agricoles.
Ce projet de recherche se propose d'étudier : 1) l'impact anthropique sur la chimie des eaux du bassin du lac de Massaciuccoli ; 2) l'apport de l'eau de mer, l'infiltration des eaux souterraines et le taux d'évaporation du lac ; 3) le rôle exercé par les anciennes carrières, et 4) le rôle des processus biologiques.
Les résultats ont été obtenus en appliquant des techniques géochimiques et en utilisant des traceurs chimiques (Br, B, Cl et des éléments nutritifs) et isotopiques (δ18O, δ11B, δ2H, δ13C, δ34SSO4 et δ18OSO4).
L'étude a mis en évidence des aspects méthodologiques importants, concernant :
1. l'influence des processus biologiques sur le contenu des composés chimiques dissous dans les eaux
2. l'application des techniques isotopiques qui, non seulement, a permis de suivre les processus chimiques et physiques qui se développent à l'interface entre les différents compartiments, mais qui a permis aussi d'établir l'origine des divers éléments et d'effectuer des datations.
Notamment, on a mis en évidence les points suivants:
a. la distribution des éléments dans le système étudié est fonction de la présence et de l'intensité de l'activité biologique
b. la géochimie est importante pour tracer l'origine des eaux et des processus chimiques et physiques.
c. Les datations effectuées sur la matière organique des sédiments avec le 14C mettent en évidence la présence d'un pic de l'activité radioactive, qui correspond aux essais atomiques effectués dans les années '60. La profondeur, à laquelle on peut trouver ces évidences, varie selon les différents sites échantillonnés.
En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence l'influence de l'activité agricole sur la composition chimique de l'eau du lac, sur l'équilibre hydrodynamique et sur la composition du sédiment superficiel. En outre, les carrières, en relation à leur extension et profondeur, représentent une barrière hydraulique à l'intrusion de l'eau marine dans le lac ; la disparition de la stratification des eaux des carrières ou un éventuel remplissage de ces dernières pourrait devenir un problème très sérieux pour l'équilibre de l'écosystème palustre.
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Lambert, Thibault. "Sources, production et transfert du carbone organique dissous dans les bassins versants élémentaires sur socle : apports des isotopes stables du carbone." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00857422.

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Abstract:

En dépit de son importance pour les écosystèmes aquatiques, l'origine et les mécanismes de production du carbone organique dissous (COD) sont toujours sujets à discussion. Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle joué par l'hydrologie tant sur les mécanismes de production et la location des sources du COD que sur les flux et les processus de transfert du sol vers les cours d'eau. Un suivi haute fréquence des eaux du sol et de rivière a été réalisé sur la totalité d'un cycle hydrologique dans le bassin versant expérimental de Kervidy-Naizin (Morbihan, Observatoire de Recherche en Environnement (ORE) AgrHys). Le COD contenu dans ces eaux a été caractérisé par sa composition isotopique en carbone (δ13C), et ce suivi a été complété par l'analyse de la dynamique de la nappe. L'analyse des variations saisonnières de concentration et de composition du COD révèle l'existence d'un relais dans les sources et les mécanismes de production du COD dans les sols des zones de fond de vallée en phase avec les changements de régime hydrologique du bassin. Ainsi, lors de la période automnale de remontée de la nappe, le compartiment COD présente un caractère faiblement aromatique et une composition isotopique particulière, suggérant une origine microbienne. Ce réservoir de très faible taille (5% du flux annuel de COD exporté par le cours d'eau) est entièrement épuisé par les premières crues d'automne. La mise en charge de la nappe en versant conduit à la mobilisation d'un second réservoir de COD caractérisé par une aromaticité élevée et une signature isotopique proche de celle de la matière organique des sols. Ce compartiment correspond au fond humique " ancien " des sols et présente une taille nettement plus important que le premier (90% du flux annuel). Cependant ce compartiment ne se limite pas au COD produit dans sols des zones de bas-fond mais comprend aussi des apports de matières organiques issues des sols de bas de versant. Enfin, le rabattement de la nappe au milieu du printemps marque le début de la période d'assèchement du bassin versant et le retour dans les sols de bas-fond d'un COD faiblement aromatique et isotopiquement similaire à celui observé en automne. En conséquence, la teneur et la composition du COD véhiculé par le cours d'eau varient fortement à l'échelle saisonnière (variabilité temporelle des processus de production du COD). Les horizons superficiels des sols des zones de bas-fond sont la principale source de COD, par lesquels transitent entre 60 et 80% du flux de COD exporté lors des événements de crues. Concernant le réservoir humique, un résultat important est qu'il semble limité dans les sols de bas de versant, alors qu'il semble au contraire illimité dans les sols de bas fond. Au final, les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse démontrent le contrôle majeur de la dynamique de la nappe sur les mécanismes de production de COD par le sol ainsi que sur la localisation spatiale et les flux de COD transférés de ces sols vers les cours d'eau à l'échelle de la saison. Ils valident également l'hypothèse émise selon laquelle l'exportation du COD par les cours d'eau ne résulterait pas d'un simple " flushing " du COD produit dans les sols de bas-fond mais mobiliserait plutôt un ensemble de sources localisées le long du continuum rivière-zone de bas-fond-zone de versant, et dont le caractère plus moins limité du réservoir expliquerait les dynamiques des concentrations en COD annuelles observées à l'exutoire de ces bassins. Un autre résultat majeur de cette thèse est la qualification des isotopes comme outil de traçage des sources et de la dynamique du COD dans les bassins versants. Un point clé de ce travail est la différenciation isotopiques des réservoirs COD des sols de bas-fond et des sols de bas de versant, qui a permis pour la première fois de révéler la participation de l'un et de l'autre au flux exporté à l'exutoire et d'estimer quantitativement leur contribution respective à ce même flux.

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Nonell, Anthony. "Géochimie élémentaire et isotopique du Zn, du Sr et du Pb dans les gaz volcaniques : méthodologies d'échantillonnage et apports à la compréhension des interactions fluides/solides." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011689.

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Abstract:

Ce manuscrit présente les premiers résultats d'études élémentaires et isotopiques du Zn, du Sr et du Pb, réalisées dans les principaux types d'échantillons liés aux gaz volcaniques (gaz, sublimés, eaux thermales, roches), ainsi que deux nouvelles méthodologies d'échantillonnage des émanations volcaniques. Les variations isotopiques du Zn observées au Merapi suggèrent que les processus de changement de phase (fluides/solides) peuvent provoquer des fractionnements isotopiques significatifs des éléments trace métalliques. L'étude couplée Sr/Pb réalisée à Vulcano indique que les compositions en éléments trace métalliques des fumerolles et des eaux thermales sont influencées par les sources naturelles et anthropiques. Ce travail a aussi permis la mise au point de nouvelles méthodologies d'échantillonnage et d'analyse des gaz et des panaches volcaniques, permettant d'accéder à la composition chimique complète de ces manifestations gazeuses de manière simple et efficace.

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Tarantola, Alexandre. "Les mécanismes rédox contrôlant la chimie du carbone dans les fluides de l'anchi-métamorphisme : composition des paléofluides, géochimie isotopique, cristallochimie des minéraux phylliteux dans la partie externe des alpes centrales (Suisse)." Nancy 1, 2005. http://www.theses.fr/2005NAN10163.

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Abstract:

Ce travail caractérise les mécanismes auxquels se déroule la transition entre les zones à CH4 et à H2O dans les séries anchi-métamorphiques de la partie Externe des Alpes Centrales, Suisse. Les inclusions fluides piégées dans des quartz fibreux enregistrent l'augmentation des conditions métamorphiques au sein de la roche durant l'orogène Alpin. La fin de la zone à CH4 montre une augmentation de la teneur en CO2 à 270 ± 5°C. La diminution de CH4 et CO2 dans la zone à H2O coïncide avec la présence de calcite remplissant les fentes Alpines. Le fractionnement isotopique (delta13C) entre le méthane et la calcite est en accord avec les températures d'homogénéisation des inclusions fluides. DeltaD(H2O) et delta13C(CO2) des inclusions fluides à la fin de la zone à CH4 caractérisent l'oxydation du méthane. En accord avec les analyses par spectroscopie Mössbauer et EELS, la néoformation de chlorite et muscovite à partir de biotite détritique est considérée comme le moteur de la réaction d'oxydation du CH4
This works characterizes the mechanisms at which occurs the transition between CH4- and H2O- dominated fluid zone in the anchi-metamorphic rocks of the External part of Central Alps, Switzerland. Fluid inclusion trapped in fibre quartz during crack-and-seal mechanism record increasing metamorphic conditions during Alpine orogene. The end of the CH4-zone is characterized by a marked increase of CO2 at 270 ± 5°C. The decrease of CH4 and CO2 in the H2O-zone is contemporaneous with presence of calcite, totally filling Alpine fissures. Isotopic fractionation (delta13C) between methane and calcite is in agreement with homogenisation temperatures of fluid inclusion. DeltaD(H2O) and delta13C(CO2) values of fluid inclusions at the end of the CH4-zone characterise methane oxidation. In agreement with Mössbauer spectroscopy and EELS analyses, neoformation of chlorite and muscovite from detrital biotite is considered as the Fe-reduction driving force of the oxidation of fluid

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Brazier, Jean-Michel. "Rôle des phases minérales des sols en tant que réservoirs de nutriments : approche expérimentale (abiotique), en milieu naturel et multi-isotopique (isotopes stables Ca-Sr)." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAH005/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a appréhendé les mécanismes de stockage/libération, d’un point de vue élémentaire et isotopique, du calcium (Ca) et du strontium (Sr) sur ou dans des phases minérales communes des sols (minéraux primaires, minéraux argileux, oxy-hydroxydes, carbonate pédogénétiques). Une méthode de mesure robuste du δ88Sr a dû être développée et validée par la mesure de matériaux de références internationaux, pour la plupart jamais mesuré dans la littérature. Les résultats montrent que l’adsorption du Ca sur des minéraux phyllosilicatés génère un fractionnement isotopique par prélèvement préférentiel de l’isotope léger (40Ca) dans nos conditions expérimentales lorsque les minéraux possèdent une charge structurale et une surface spécifique importante et/ou un espace interfoliaire ouvert à l’adsorption de cations hydratés. Une étude sur des rhizolithes en milieu naturel a mis en avant que l’utilisation des isotopes du Ca et du Sr permet un traçage de source et de mécanismes efficaces dans les thématiques touchant au stockage de ces deux éléments dans les sols
This PhD thesis examined the mechanisms of storage and release, from and elementary and isotopically point of view, of calcium (Ca) and strontium (Sr) onto or into mineral phases commonly encountered within soils (primary minerals, clay minerals, oxy-hydroxides, pedogenic carbonate). A robust δ88Sr measurements method had to be developed in the laboratory and validated by the measurement of international reference materials, mostly never measured in the literature. The results of this work show that Ca adsorption onto phyllosilicate minerals generates a quantifiable isotopic fractionation by preferential uptake of the light isotope (40Ca) under our experimental conditions when the minerals have a significant structural charge and specific surface area and/or an interlayer space open to hydrated cations adsorption. A study on rhizoliths in natural environment has also highlighted that the combination of Ca and Sr isotopes allows an effective tracing of sources and mechanisms in the problematic related to the storage of these two elements within soils

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Maréchal, Chloé. "Géochimie des isotopes du cuivre et du zinc : Méthode, variabilité naturelle et application océanographique." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10178.

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Abstract:

Les variations naturelles des isotopes stables du cuivre (masses 63 et 65) et du zinc (masses 64, 66, 67, 68 et 70) sont susceptibles de fournir de precieuses informations sur les cycles interne et externe de ces metaux et sur les processus d'echanges associes. Or, jusqu'a present, la geochimie isotopique des elements de transition a ete tres peu etudiee en raison de l'absence d'une technique analytique adaptee. Une procedure d'analyse des abondances isotopiques du cuivre et du zinc par spectrometre de masse a source plasma et multicollection (plasma 54) a ete mise au point. Les compositions isotopiques sont exprimees relativement a un standard (cuivre nist 976 ou zinc jmc). Pour les paires d'isotopes 6 5cu/ 6 3cu et 6 6zn/ 6 4zn, la precision analytique est de 0. 04& en unites delta. D'importantes variations isotopiques (9&) sont mesurees entre les mineraux de cuivre formes a basse temperature, sans que ces variations soient clairement reliees a la nature du mineral. Les compositions isotopiques du zinc montrent egalement des variations naturelles (0. 9&). D'autre part, l'analyse isotopique des deux metaux en trace dans des particules marines sedimentant a travers la colonne d'eau de l'ocean atlantique central (sites eumeli) met en evidence l'existence de variations isotopiques superieures a l'erreur analytique : 0. 12& pour 6 6zn, et 0. 25& pour 6 5cu. Les bilans elementaires et isotopiques indiquent un enrichissement en isotopes lourds au sein de la matiere organique lors de la remineralisation des particules. Plutot que des effets de source, des processus d'echange entre la phase particulaire et la phase dissoute semblent donc responsables des variations isotopiques observees au cours du temps. Ce travail montre donc que les rapports isotopiques du cuivre et du zinc mesures avec une grande precision peuvent etre utilises en tant que traceurs geochimiques et biogeochimiques.

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Thébault, Julien. "La coquille de Comptopallium radula (Bivalvia; Pectinidae), archive eulérienne haute-fréquence de la variabilité de l'environnement côtier tropical (Océan Pacifique)." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012033.

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Abstract:

Les écosystèmes côtiers sont soumis à de nombreuses perturbations entraînant la modification de leur structure et de leur fonctionnement. Afin d'estimer les parts respectives de la variabilité naturelle et de l'influence anthropique dans ce processus, et ainsi mieux prédire l'évolution de ces écosystèmes, il est nécessaire d'appréhender la variabilité de certains paramètres (température de l'océan, productivité biologique, apports de contaminants, etc.) avant toute influence anthropique majeure. Les mesures instrumentales de ces paramètres étant assez récentes, la reconstruction de la variabilité des écosystèmes côtiers avant la révolution industrielle ne peut se faire que par l'utilisation de proxies incorporés dans différents types d'archives.
Ce travail de thèse porte sur l'utilisation de la coquille de Comptopallium radula, un mollusque bivalve tropical de la famille des Pectinidae, pour reconstruire la variabilité de l'environnement dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie, un écosystème sous l'influence de diverses perturbations (réchauffement climatique, urbanisation, exploitation minière). Cette étude repose sur la comparaison de données géochimiques archivées dans la coquille de ce pectinidé au cours de sa vie, avec plusieurs variables physiques, chimiques et biologiques mesurées dans le lagon (suivi environnemental hebdomadaire). L'objectif de cette approche est de calibrer et de mettre en œuvre différents proxies climatiques et environnementaux.
Des marquages à la calcéine, effectués in situ sur des individus juvéniles, ont tout d'abord permis de démontrer que les stries de croissance présentes à la surface externe de la coquille de C. radula se forment avec une périodicité de 2 jours.
Des analyses isotopiques (δ18O et δ13C) ont ensuite été effectuées à partir de micro-échantillons de calcite prélevés le long de l'axe de croissance maximale de 6 coquilles juvéniles. Connaissant la périodicité de formation des stries, une date calendaire a pu être attribuée avec précision à chacun de ces prélèvements (résolution hebdomadaire). Nos résultats démontrent que les variations ontogéniques du δ18Ocalcite permettent de reconstruire les variations de la température de l'eau avec une précision de 1 °C. Quant à la composition isotopique du carbone (δ13Ccalcite), elle ne peut pas être utilisée comme proxy de la production primaire pélagique. Ses variations sont vraisemblablement contrôlées par le métabolisme benthique (sédiment et coraux).
Suite à ces analyses isotopiques, des analyses élémentaires ont été effectuées sur les mêmes coquilles à l'aide d'un système d'ablation laser couplé à un spectromètre de masse à plasma induit (LA-ICP-MS). Nos résultats démontrent que C. radula, au travers des concentrations en métaux dans sa coquille, ne peut être utilisé comme outil de bio-surveillance des apports en métaux dans le lagon : les variations ontogéniques de ces concentrations reflètent probablement les variations temporelles haute-fréquence des flux de métaux à l'interface eau-sédiment. Quant au baryum et au molybdène, leurs concentrations coquillières pourraient être utilisées comme proxies des biomasses de diatomées et de diazotrophes, respectivement.
Cette étude démontre donc le potentiel considérable de la coquille de C. radula comme archive eulérienne haute-fréquence de la variabilité climatique et environnementale dans le lagon sud-ouest de Nouvelle-Calédonie. Elle met également en lumière l'importance des processus benthiques sur l'incorporation des signaux géochimiques dans la matrice calcitique de la coquille. Son utilisation en tant qu'outil paléocéanographique est désormais conditionnée par la découverte de gisements fossiles de l'espèce.

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Babcsanyi, Izabella. "Copper transport and isotope fractionation in an agrosystem." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAH006/document.

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Abstract:

Depuis la fin du 19ème siècle, le traitement des vignes par des fongicides cupriques a engendré une augmentation de la teneur en cuivre (Cu) dans les sols viticoles, ainsi que dans les écosystèmes aquatiques en aval. Cette thèse vise à mieux comprendre le devenir de ce Cu dans un agrosystème basé sur l’étude du fractionnement isotopique du 65Cu/63Cu. Les résultats montrent que durant 4 à 5 décennies de culture de vignes, les sols en surface se sont enrichis en Cu de 9 à 28 fois par rapport au fond géochimique et que les minéraux argileux jouent un rôle important dans l’accumulation du Cu. Lors des événements pluvieux, ~1% du Cu appliqué est mobilisé, essentiellement lié à des argiles. Le bassin d’orage récoltant les lames ruisselantes retient en moyenne 68% du Cu dissous et plus de 92% du Cu particulaire. Les ratios isotopiques du Cu dans le bassin indiqueraient la sorption du Cu dissous dans les sédiments, ainsi que la réduction du Cu(II) in situ due à des processus biogéochimiques
Since the end of the 19th century, the use of copper (Cu)-based fungicides has resulted in increased Cu concentrations in vineyard soils, but also in downstream aquatic ecosystems. The aim of the thesis was to better understand the fate of this Cu in an agrosystem based on assessing Cu isotope fractionation (65Cu/63Cu). The results have shown that the surface vineyard soils have become enriched in Cu from 9 to 28 times compared to the background level during 4 to 5 decades of vine-growing and that clay minerals were the major Cu sorbing phases in the soils. During rainfall, runoff mobilized ~1% of the applied Cu during the, mainly associated with clays. The stormwater wetland collecting the runoff retained in average 68% of the dissolved and more than 92% of particulate Cu. Cu isotope ratios measured in the wetland suggested dissolved Cu sorption to the sediments and in situ reduction of Cu(II) due to biogeochemical processes

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Jaguin, Justine. "Datation et caractérisation de processus minéralisateurs à l’Archéen : application à l’Antimony Line, Ceinture de Roches Vertes de Murchison, Afrique du Sud." Rennes 1, 2012. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00819281.

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Abstract:

Les circulations de fluides dans la croûte sont les vecteurs de mobilités élémentaires dont une des conséquences est la concentration de métaux et la genèse de gisements. Ces fluides circulent dans les zones de déformation où ils modifient la composition des roches encaissantes. Dans la ceinture archéenne de roches vertes de Murchison (Afrique du Sud), l’Antimony Line est une zone déformée qui a été le siège de circulations de fluides minéralisateurs en Sb-Au. Pour caractériser les processus minéralisateurs, des données pétro-géochimiques, en particulier en isotopes stables et inclusions fluides, ont été associées à la datation multi-méthode (U-Th-Pb, Pb-Pb et Ar-Ar) des corps minéralisés et de leur encaissant au cœur et autour de l’Antimony Line. L’étude structurale de la région souligne le caractère distribué de la déformation. La ceinture a ainsi subi une phase majeure de collision d’arc, associée à un magmatisme important vers 2. 97 Ga, contemporain d’une minéralisation en Au (±Sb) qui pourrait être responsable d’une phase de pré-enrichissement en Sb. La minéralisation principale en Sb est la conséquence de la circulation d’un fluide métamorphique à H₂O-CO₂, à 2-3 kbar et 350-450°C. L’albitisation de granitoïdes intrusifs dans l’Antimony Line, datée à 2. 8 Ga, est génétiquement liée à cette circulation, laquelle s’inscrit donc dans l’histoire tectono-métamorphique tardive de la ceinture et est contemporaine de la mise en place de leucogranites sur la bordure sud. Ces résultats illustrent la pertinence du couplage pétro-géochimie/géochronologie pour la compréhension globale d’un système métallogénique
Fluid flows through the crust result in the mobilization of elements that can, in turn, generate metal concentrations and the formation of ore bodies. The circulations of such fluids are mainly localized in zones affected by localized deformation, where they modify the chemical composition of the host lithologies. In the Archean Murchison Greenstone Belt (Kaapvaal Craton, South Africa), the Antimony Line is a brittle-ductile structure affected by the circulation of Sb-Au mineralizing fluids. In order to characterize the ore-forming processes, we combined a petro-geochemical study, that focused on stable isotopes and fluid inclusions in particular, with a multi-method dating (U-Th-Pb, Pb-Pb and Ar-Ar) of the ore bodies and their host rocks in and around the Antimony Line. Furthermore, our structural study emphasizes the distributed character of the belt deformation. The Murchison Greenstone Belt experienced a major episode of arc collision and related magmatism at ca 2. 97 Ga, contemporaneous with an Au(±Sb) mineralization that may be responsible for a pre-enrichment in Sb. The main Sb mineralization event must be related to the circulation of a metamorphic, H₂O-CO₂–dominated fluid at 2-3 kbar and 350-450°C. The albitization of the granitoids intrusive into the Antimony Line is dated at 2. 8 Ga and is genetically linked to this fluid flow, which took place during the late tectono-metamorphic history of the belt contemporaneously with the emplacement of leucogranites along the southern border of the belt. Therefore, this study further demonstrates that coupling petro-geochemistry and geochronology is a powerful tool in order to study and characterize a given metallogenic system

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Gajurel, Ananta Prasad. "Etude sédimentologique et géochimique (isotopes stables) des bassins synorogéniques de l'Hymalaya du Népal (Siwaliks et bassin de Kathmandu)." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10102.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude paléo-environnementale de bassins himalayens: le bassin d'avant pays (Miocène sup. ) et le bassin transporté de Kathmandu (Plio-pléistocène). Nous nous sommes appuyés sur l'étude du C et de l'O des mollusques et des eaux de la plaine du Gange et des bassins intra-montagneux modernes. Pour l'actuel, le δ18Ow des rivières varie de -18 à -4‰. Le δ18Ocar montre que les carbonates sont proches de l'équilibre isotopique avec les eaux dans lesquels ils sont formés (20 à 25°C). Le δ13Ccar est appauvri par rapport au DIC des rivières, impliquant qu'une part de carbone organique est utilisée pour la synthèse des coquilles. Dans les Siwaliks (16-1 Ma), le δ18Ocar varie de -16. 4 à 0. 6‰. Les valeurs anté-6 Ma sont très inférieures aux valeurs pliocènes et actuelles de la plaine du Gange. La plaine miocène sup. était donc drainée par des rivières de configuration différente des rivières modernes. Le δ13C augmente vers 5 Ma jusqu'à environ 0‰, évolution qui semble en rapport avec l'explosion de la flore C4. Le bassin de Kathmandu (3-0 Ma) est caractérisé par une sédimentation fluvio-lacustre. La profondeur du lac montre des fluctuations importantes, contrôlées par la tectonique, les glissements et débris-flow. Pour les périodes pos-50 Ka, la géochimie des isotopes de l'O des mollusques montre des périodes pour lesquelles les valeurs δ18Ocar sont très élevées (-2. 4 à 8‰), compatibles avec les eaux de précipitation d'hiver à Kathmandu (-6. 5 à 7. 5‰). Ces valeurs sont généralement associées à des diatomées. Deux processus semblent se combiner durant ces épisodes: une diminution des précipitations d'été et une forte évaporation, qui augmentent le 18O
The work deals with paleo-environmental study of the Siwalik foreland basin (upper Miocene) and the intermountain Kathmandu basin (Plio-Pleistocene). O and C composition of modern mollusks and waters of Ganga Plain and intermountain basins were realized as a reference for paleo-environmental study. The δ18O of rivers varies from -18‰ in north of Himalaya to -4‰ in the plain. The δ18Ocar of modern shell show an equilibrium fractionation with the river waters (20 to 25°C). Both carbonate and river water values are different according to catchment basin extension. The δ13CDIC of rivers are higher than δ13Ccar due to organic carbon incorporation in shell. In the Siwaliks, 18Ocar varies from -16. 4 to 0. 6‰. For the Late Miocene, the δ18Ocar values are lower than Pliocene and modern values. Therefore, rivers running through the Siwalik plain should show different geometry. The δ13C show a sharp increase up to 0‰ around 5 Ma, which seems to be linked to the contemporaneous evolution of C4 plant. The Kathmandu Basin (3-0 Ma) is a transported basin and characterized by fluvio-lacustrine sediments. The evolution of lake is controlled by tectonic, landslide and debris-flow. The δ18Ocar older than 1 Ma vary from -11 to -4‰ and are compatible with river water (-10. 1 to -7‰) as well as monsoon water (-18 to 2‰) in Kathmandu. In contrast δ18Ocar of Gokarna Formation (< 50 Ka) is extremely high (-2. 4 to 8‰) and is compatible to dry period meteoric water (-6. 5 to 7. 5‰). Such values are generally associated with diatomite. Two processes could be interacted for diatomite time: reduction in summer precipitation and strong evaporation; both phenomena tend to make a strong concentration in 18O

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Gelly, Romain. "Potentiel des isotopes stables de Cu et Zn comme traceurs de l'origine et des redistributions des métaux dans les sols." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190620_GELLY_768ohv852uofd165ssnfb371qq_TH.pdf.

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Abstract:

Ces travaux ont été consacrés à l’étude de l’origine et du devenir des éléments traces métalliques (ETM) et particulièrement de Cu, de Pb et de Zn dans des sols longuement exposés à des émissions d’usines métallurgiques localisées dans le parc national des Calanques (site de l’Escalette) ou dans le complexe industriel de la commune de Fos-sur-Mer (site sidérurgique). Dans les contextes d’une pollution métallurgique historique et d’une pollution actuelle, nous avons utilisé les isotopes stables de Pb, Zn et Cu comme traceurs des sources et de la redistribution de ces métaux anthropogéniques dans les sols et la végétation. Nous avons couplé l’approche isotopique avec les mesures des concentrations élémentaires totales et extraites par différents extractants (NaNO3, DTPA), de la spéciation du Zn par spectroscopie d’absorption des rayons X (par XAS) et de la susceptibilité magnétique. L’utilisation combinée de ces différents outils nous a permis de mettre en évidence la présence des métaux d’origine anthropogénique dans les profils de sols étudiés. Nous avons également déterminé l’étendue latérale de la contamination (jusqu’à 5 km dans les sols des Calanques) ou les cônes d’impact des différentes sous unités de l’usine sidérurgique. Certains de ces métaux anthropogéniques ont migré à travers les profils de sol et peuvent être retrouvés jusque dans les horizons les plus profonds. Par exemple, nous avons calculé que les contributions du Pb anthropogénique au Pb total étaient au minimum de 72% dans les horizons profonds des sols des Calanques. Ces métaux anthropogéniques sont apparus peu biodisponibles pour les végétaux avec de très faibles facteurs de bioaccumulation
In this work, we studied the origin and the fate of Cu, Pb and Zn brought to soils by atmospheric emissions from an active smelter and a historical one. To investigate the redistribution of these anthropogenic Cu, Zn and Pb in the surrounding soils and vegetation, we used stable metal isotopes of Zn, Cu and Pb associated with total and extracted metal concentrations, Zn speciation (by XAS measurements) and magnetic susceptibility.By coupling these techniques, we demonstrated the presence in soils of Pb and Zn originating from the smelters. Anthropogenic metals were concentrated in soil surface horizons and for Zn reached up to 15 and 35 times the geochemical background at resp. the active and historical metallurgical sites. We identified the presence of anthropogenic Pb and Cu in the deepest soil horizons which migrated either as solid (Pb) or solubilized (Cu) forms. Contribution of anthropogenic Pb to total Pb was estimated to be at least 72% at depth in the soils nearby the Escalette former smelter. Anthropogenic Zn was found, at both sites, to be immobilized in soil surface horizons due to its precipitation as Zn-LDH or bonding with Fe. We showed that anthropogenic Pb and Zn solubility was low and that it contrasted with Cu mobility. Therefore, anthropogenic metals appeared to be poorly or not bioavailable to the nearby vegetation. In addition, we highlighted the specific behavior of Mediterranean plants regarding Cu isotopes fractionation, as we measured isotopic enrichment (i.e. in 65Cu) in aerial parts, not observed, so far, in the literature

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Semiani, Abdelkader. "Métallogénie de la zone de cisaillement aurifère est-ouzzalienne : Structure, pétrologie et 'géochimie des gisements d'or de TirekAmesmessa (Hoggar occidental, Algérie)." Phd thesis, Université Rennes 1, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675813.

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Abstract:

Les riches gisements filoniens aurifères de Tirek-Amesmessa, situés dans le Sud algérien, sont liés au fonctionnement d'un cisaillement décrochant majeur, (Zone de Cisaillement Est Ouzzalienne, ZCEO) tardi-panafricain ( 540Ma), dont le compartiment ouest est constitué par l'unité granulitique d'In Ouzzal, d'âge archéen, métamorphisée au cours du cycle éburnéen (2Ga) L'étude pétro-structurale régionale, celle des inclusions fluides (microthermomètrie, analyse par sonde Raman), des isotopes stables (C,O,H) et du plomb des galènes, permettent de découper l'histoire des gisements en trois cycles: Cycle 1 : Une longue période de fonctionnement ductile de la ZCEO, accompagnée de l'intrusion de roches basiques syncinématiques, se termine par une altération hydrothermale complexe (bérisites) localisée dans des couloirs de déformation et suivie de la mise en place de filons de quartz. La déformation ductile, évoluant vers le fragile en fin de cycle se focalise de façon croissante dans les quartz. La future zone minéralisée agit comme une structure drainant un type assez constant de fluides à température décroissante (500 à 300°C) et à profondeur assez stable (18 à 15km): fluides aqueux "métamorphiques" contenant une composante carbonique mantélique en relation avec les intrusions basiques syncinématiques. Le cycle Il : correspond à la maturation tectonique du quartz: microfracturation en plusieurs stades au cours de la remontée vers la surface jusque vers 4-5km. Des fluides de type saumures relaient les précédents. Le cycle III : voit la minéralisation aurosulfurée (sphalérite puis galène-or) se déposer en utilisant la microperméabilité créée précédemment. Le dépôt de l'or résulte d'un mélange de fluides (dont des saumures) qui traversent l'unité granulitique selon des circuits de profondeur différente, dans le contexte d'un hydrothermalisme activé par de grandes intrusions acides tardi-tectoniques. La nature des fluides impliqués, les isotopes du plomb des galènes, les teneurs en or des protolithes granulitiques d'In Ouzzal impliquent que ces derniers constituent les roches mères de l'or.

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Ferrand, Jean-Luc. "Etude isotopique du cycle géochimique du plomb anthropique et naturel en milieux marin et côtier." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30027.

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Abstract:

Ce travail presente deux exemples d'application de l'utilisation des isotopes stables du plomb comme traceurs des flux et de l'accumulation des metaux en milieu marin et cotier. La premiere etude a consiste a mettre en evidence les sources et le degre de contamination en plomb des sediments mediterraneens en rapport avec les processus qui regissent les transferts sedimentaires sur la marge continentale du golfe du lion. La signature isotopique du plomb mesuree a l'interface eau-sediment correspond a un melange entre un plomb detritique et un plomb anthropique. Une composante preindustrielle de l'accumulation en plomb anthropique a ete mise en evidence par comparaison du plomb stable avec le #2#1#0pb. A l'aide de la relation #2#0#6pb/#2#0#7pb-1/pb, on observe une evolution temporelle du pole anthropique qui traduirait l'impact relatif des sources industrielles et urbaines. La repartition de l'accumulation du plomb anthropique sur la marge, determinee a partir des inventaires, permet de mettre en evidence l'impact des apports du rhone et le controle exerce par la circulation generale. L'accumulation de plomb anthropique est superieure aux apports (atmospheriques et fluviaux) estimes d'apres la litterature. Cela peut s'expliquer par la probable surestimation de l'accumulation sur la plateau continental, ainsi que par la non prise en compte du courant liguro-provencal comme source d'apport. Notre deuxieme etude a porte sur le cycle des particules et celui du plomb dans la colonne d'eau en atlantique nord tropical sur des sites soumis a des regimes de productions biologiques differents. Les isotopes du plomb permettent de differencier, dans le materiel des pieges a particules, deux types de plomb anthropique, l'un americain transporte par la circulation oceanique de surface, l'autre euroafricain associe aux alizes. Les concentrations en plomb sont dependantes des variations en quantite et en composition du flux de masse. Ainsi, il a pu etre mis en evidence un controle du flux de plomb dans la colonne d'eau par le flux de materiel detritique. Les processus d'echange entre le materiel en transit rapide et la colonne d'eau permettent d'expliquer la diminution du flux de plomb d'un facteur deux, entre 1000 et 2500 m sur le site mesotrophe. Cela est confirme par l'evolution des compositions isotopiques entre les deux profondeurs et par la charge en plomb beaucoup plus elevee sur le site oligotrophe a profondeur egale

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Lutringer-Paquet, Audrey. "Reconstruction de la variabilité des eaux intermédiaires par l'étude géochimique des coraux profonds." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00159102.

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Abstract:

Les variations des eaux intermédiaires constituent un point important dans la compréhension des
réponses de l'océan aux changements rapides du climat. Cependant, la variabilité de ces masses d'eau
est encore peu documentée en raison du manque d'enregistrements fiables et pouvant être datés de
manière précise. C'est pour répondre à cette attente que cette étude à été proposée : il s'agissait de
développer l'utilisation des coraux profonds et en particulier de leur signal isotopique pour les
reconstitutions paléo-océanographiques.
Dans un premier temps, une méthode de calcul des températures à partir des données isotopiques (CO)
des coraux a été mise au point. Cette méthode a été testée sur 6 coraux prélevés vivants dans
différents sites où les conditions environnementales étaient connues (T-S). Une fois la méthode
établie, elle a été appliquée, dans un deuxième temps, à une carotte sédimentaire du chenal de Rockall
contenant des coraux. Le signal ainsi obtenu a permis de dégager la forte variabilité isotopique des
coraux sur l'Holocène. Ce signal a été interprété en terme de fluctuations de la contribution des eaux à
composante méditerranéennes par rapport aux eaux du Labrador selon des oscillations climatiques
propres à l'Atlantique Nord. En parallèle de ces études, un grand nombre de datations ont été
effectuées sur des coraux des différentes carottes de la marge irlandaise afin de définir le cadre
stratigraphique représenté par ces coraux. Aucun corail d'âge glaciaire n'a été identifié sur ce site,
dégageant ainsi la sensibilité de ce matériel aux variations paléo- environnementales. Un scénario de
développement et de mise en place des coraux selon les conditions hydrographiques a été proposé
pour expliquer la dynamique de croissance des monts carbonatés sur lesquels se développent les
coraux de l'Atlantique Nord-Est. Par ailleurs, les datations au 14C des foraminifères des carottes
montrent la complexité de l'enregistrement sédimentaire pour ces sites de haute énergie et soulignent
l'intérêt des coraux profonds pour reconstruire la variabilité rapide des eaux intermédiaires.

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Noël, Julie. "Etude pétro-structurale et géochimique des processus de serpentinisation et de carbonatation des péridotites de l’ophiolite d’Oman." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG072/document.

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Abstract:

Les roches mantelliques exposées sur le plancher océanique et/ou en contact avec l’atmosphère au niveau d’une ophiolite, sont en déséquilibre et s’altèrent, via les réactions de serpentinisation (i.e. d’hydratation et oxydo-réduction) et les réactions de carbonatation. Ces réactions d’altération jouent un rôle important dans les échanges chimiques entre la Terre profonde et les enveloppes externes, en particulier dans le cycle des volatils (C, H et O) via la minéralisation du CO2 atmosphérique, la production d’hydrogène et la formation d’hydrocarbures et de molécules prébiotiques. L’ophiolite d’Oman est un « laboratoire naturel » idéal pour étudier ces réactions depuis l’hydrothermalisme océanique jusqu’à l’altération continentale actuelle.Cette thèse présente les résultats d’une étude multi-technique et multi-échelle réalisée sur une série de péridotites serpentinisées et carbonatées échantillonnées sur deux sites, Wadi Dima et Batin (Massif de Wadi Tayin), considérés comme représentatifs des processus d’altération affectant l’ophiolite d’Oman. Ces travaux combinent caractérisations (micro-)structurales (EBSD, µ-tomographie), pétrographiques et minéralogiques (Raman, Cathodoluminescence, (3D-)XANES), et analyses géochimiques (EPMA, (LA)-ICPMS) et isotopiques (isotopes du O, C micro-bulk et in-situ).L’étude des harzburgites de Wadi Dima a permis d’identifier la succession des épisodes de serpentinisation et de carbonatation qui ont affecté les péridotites lors du refroidissement de la lithosphère jusqu’à la mise en place de l’Ophiolite d’Oman. La serpentinisation commence en domaine océanique (appauvrissement en REE, anomalie négative en Ce) durant le refroidissement initial de la lithosphère océanique et/ou au début du détachement intra-océanique à < 200-220°C, par la formation des veines de lizardite. Cette serpentinisation continue avec la formation de chrysotile au centre de la structure maillée, remplaçant l’olivine. Le dernier stade de serpentinisation a lieu simultanément au premier stade de carbonatation et engendre l’altération complète de la péridotite à < 100°C. Le système est contrôlé par des hétérogénéités locales (anomalies en Ce et variation de la composition isotopique en carbone). La carbonatation continue à < 50°C lors de la transition en domaine continental. Des veines de carbonates se forment par interaction avec des fluides issus des sédiments durant la convergence et avec des fluides de surface et de sub-surface durant l’altération actuelle de l’ophiolite. Ce processus marque le passage d’un régime hydrothermal océanique dont la chimie est dominée par la composition de la roche, à un régime hydrothermal continental dont la chimie est contrôlée par la composition du fluide dans des fractures. Paradoxalement, la structure initiale du manteau contrôle l’orientation et la distribution des veines de carbonate.Le site de Batin se distingue par sa structure complexe avec la présence de nombreux filons de gabbros et de pyroxénites et des évidences d’imprégnation magmatique. La serpentinisation y est marquée par la formation de textures atypiques en anneau ("fingerprint") caractérisées par des variations des teneurs en Fe-Mg et du redox à micro-échelle et par des compositions isotopiques en oxygène en déséquilibre. Ces caractéristiques sont interprétées comme résultant de déséquilibres locaux dans les processus de transport-nucléation-réaction pouvant être liés à plusieurs paramètres : forts gradients de température, redox, composition du fluide, et de perméabilité.Cette thèse apporte de nouvelles données vis-à-vis des relations temporelles et spatiales entre les réactions de serpentinisation et de carbonatation, les hétérogénéités chimiques à micro-échelle et l’impact de ces réactions d’altération sur les bilans globaux des volatils (C, H et O) en Oman. Elle met particulièrement en évidence la possibilité de stocker du CO2 et de produire de l’H2 simultanément lors de l’altération du plancher océanique
Mantle rocks exposed in seafloor and/or directly in contact with atmosphere in ophiolite system are thermodynamically and chemically in disequilibrium. Mantle alteration is driven by serpentinization (ie, hydration and oxidation-reduction reactions) and carbonatization reactions. These reactions play an major role in the chemical exchanges between the deep mantle and the outer envelops, especially in the global mass budget of volatiles (C, H and O) via CO2 mineralization, hydrogen production and formation of hydrocarbons and prebiotic molecules. Oman ophiolite is an ideal "natural laboratory" for studying alteration reactions in mantle rocks from ocean hydrothermalism to modern continental weathering.This thesis presents the results of a multi-technical and multi-scale study on carbonate-hosted serpentinized peridotites in two sites, Wadi Dima and Batin (Wadi Tayin massif), considered representative of the alteration processes affecting the Oman ophiolite. This work combines (micro-) structural (EBSD, µ-tomography), petrographical (EPMA), mineralogical (Raman, Cathodoluminescence, (3D-)XANES), geochemical ((LA)-ICPMS) and isotopic studies (O, C in situ and micro-bulk).Studies in Wadi Dima harzburgites have highlighted successive episodes of serpentinization and carbonatization in Oman peridotites from oceanic lithosphere cooling to Oman Ophiolite emplacement. Serpentinization occurs in oceanic setting (REE depletion, negative Ce anomalies), probably during the onset of the oceanic lithosphere cooling and / or of the intra-oceanic detachment, at < 200-220°C, driven by the formation of lizardite veins constituting the mesh structure. Serpentinization continues at lower temperature with the formation of chrysotile in the center of the mesh structure, replacing olivine. The last stage of serpentinization is concurrent with early carbonatization and generates the complete peridotite alteration at < 100°C. In this rock-dominated system, fluid flow paths are controlled by nano-porosity (etch pits), by pore scale weakness and by local heterogeneity in permeability, generating local chemical heterogeneities (Ce anomalies variability and carbon isotope heterogeneity). Carbonatization continues at < 50°C during the transition in continental setting. Carbonate veins are formed during interaction with sediment-derived fluids during intra-oceanic detachment at the onset of obduction and with surface and sub-surface fluids during modern continental Ophiolite weathering. This process records the transition from oceanic diffuse-flow rock-dominated to cooler continental fluid-focused-flow fluid-dominated hydrothermal systems. Paradoxically, initial mantle structure controls orientation and distribution of carbonate veins.Batin site is distinguished by its complex structure with the presence of abundant gabbros and pyroxenites dikes, evidence of magmatic impregnation peridotites. Serpentinization is charcheterized by the formation of an uncommon texture in rings ("fingerprint") at the expense of olivine, marked by chemically variation in Fe-Mg and redox at microscale and by disequilibrium oxygen isotopic composition. These features are interpreted as resulting from local disequilibrium in the transport-nucleation-reaction processes that may be related to several parameters: high temperature gradient, redox, fluid composition, and permeability.This thesis brings new constraints on temporal and spatial relations between serpentinization and carbonatization reactions, on local chemical heterogeneities at micro-scale and on the global chemical budget of volatiles (C, H and O) in Oman peridotites. It has highlighted the possibility to store CO2 and producing H2 simultaneously during subseafloor alteration

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Rigaudier, Thomas. "Analyse isotopique des inclusions fluides des matériaux de la croûte terrestre : caractérisation des sources des fluides et reconstitutions paléoclimatiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00733643.

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Abstract:

Un des enjeux majeurs en Science de la Terre ces dernières décennies est de comprendre les interactions entre les différentes enveloppes terrestres. Le but poursuivi par ce travail est d'aborder quelques aspects de ces interactions du point de vue des cycles géochimiques des éléments volatils H2O et CO2 en se basant sur l'étude des inclusions fluides piégées dans des roches variées de la croûte terrestre, depuis sa surface jusqu'à l'interface croûte-manteau. La première partie de mon travail présente des travaux expérimentaux effectués sur de la halite. L'étude du fractionnement isotopique de l'oxygène et des cinétiques d'équilibration entre H2O et CO2 lors de l'évaporation de saumures a montré l'importance des corrections à effectuer sur les mesures isotopiques de l'oxygène pour des solutions de haute salinité. L'élaboration d'un protocole expérimental de précipitation de halite en milieu contrôlé a permis de mettre en évidence le potentiel des inclusions fluides pour les reconstitutions paléoclimatiques. La combinaison des données microthermométriques et des compositions isotopiques de l'hydrogène et de l'oxygène des inclusions aqueuses permet d'estimer les sources et la température de l'eau de formation de la halite ainsi que la vitesse du vent à l'interface eau-air pendant la croissance du cristal. Cette méthode a été ensuite appliquée aux dépôts de halite de Sicile datés du Messinien. La deuxième partie de mon travail est consacrée à l'identification des compositions chimiques et des sources des fluides circulant dans la croûte et à l'interface croûte-manteau à travers l'analyse des compositions isotopiques des inclusions fluides des granites et granulites.

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Masbou, Jérémy. "Étude des processus métaboliques, écologiques et biogéochimiques contrôlant le fractionnement isotopique du Hg chez les mammifères marins de l'Arctique." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3093/.

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Abstract:

Depuis la découverte de processus de dépôts massifs de Hg (AMDE), l'Arctique est devenue une région clé dans la compréhension du cycle global du Hg. L'impact sur la santé humaine de ce polluant dépend non seulement de sa concentration mais aussi et surtout de sa forme chimique. En particulier, le monométhylmercure (MMHg) est une puissante neurotoxine qui atteint des concentrations élevées chez les prédateurs de l'Arctique du fait de ses propriétés de bioaccumulation et de bioamplification dans la chaine alimentaire. La compréhension des mécanismes à l'origine de la formation du MMHg (méthylation) et de sa dégradation (déméthylation) est primordiale pour caractériser son devenir et son impact dans les milieux aquatiques. Nous présentons ici une étude environnementale effectuée sur des tissus biologiques prélevés sur trois espèces emblématiques de l'Arctique : le phoque annelé (Pusa hispida), la baleine beluga (Delphinapterus leucas) et l'ours polaire (Ursus Maritimus). L'analyse de leurs compositions isotopiques en Hg montre simultanément un fractionnement dépendant (MDF, d202Hg) et indépendant de la masse (MIF, delta199Hg). Alors que les variations en d202Hg semblent largement expliquées par des processus métaboliques internes de détoxification/accumulation, la tendance temporelle (1988-2002, Pusa hispida) et le gradient latitudinal (60°N-71°N, Delphinapterus leucas) observés pour le delta199Hg reflètent vraisemblablement l'influence de l'évolution et de la distribution de la banquise sur le cycle biogéochimique du Hg en Arctique. Dans la seconde partie de cette thèse de doctorat, nous développons une approche moléculaire novatrice et prometteuse permettant de déterminer pour la première fois la composition isotopique des atomes de Hg et de carbone contenus dans la molécule de MMHg pour les échantillons biologiques. Ces premières mesures offrent des perspectives prometteuses pour tracer l'origine du MMHg dans les milieux aquatiques
Since the discovery of atmospheric Hg depletion events (AMDE) in the Arctic, the Polar Regions have become key in understanding the Hg global cycle. The impact of Hg on human health depends on both Hg concentration and chemical form. In particular, monomethylmercury (MMHg) is a potent neurotoxin. High MMHg concentrations are observed in Arctic top predators due to bioaccumulation and biomagnification processes in the food webs. Hence, the characterization of the transformations leading to the formation (methylation) and the degradation (demethylation) of MMHg is of great concern to assess its fate and impact in aquatic ecosystems. In this context, we present an environmental study on three Arctic bio-indicators: the ringed seal (Pusa hispida), the beluga whale (Delphinaperus leucas) and the polar bear (Ursus maritimus). Hg isotope analysis of the bio-indicator liver tissues show both mass dependent isotope fractionation (MDF, delta202Hg) and mass independent fractionation (MIF, delta199Hg). While the changes in d202Hg are widely linked to in vivo metabolic processes, the time trend (1988-2002, Pusa hispida) and the latitudinal gradient (60°N-71°N, Delphinaperus leucas) observed for ?199Hg signatures suggests the influence of sea ice cover on the Arctic biogeochemical Hg cycle. In a second part of this dissertation, we propose a novel and promising molecular approach with the first measurements of the isotopic compositions of Hg and carbon on the MMHg molecule in biological samples. These results are very promising for tracing MMHg origin in aquatic environments

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Jaunat, Jessy. "Caractérisation des écoulements souterrains en milieu fissuré par approche couplée hydrologie-géochimie-hydrodynamisme : application au massif de l'Ursuya (Pays Basque, France)." Phd thesis, Université Michel de Montaigne - Bordeaux III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00778427.

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Abstract:

Les aquifères fracturés sont un enjeu majeur de l'hydrogéologie actuelle. Ils constituent une ressource essentielle pour de nombreuses populations. Le massif de l'Ursuya (France, 64), en est une illustration. Constitué de formations métamorphiques fracturées, il est intensément exploité pour l'alimentation en eau potable. Une approche multidisciplinaire a permis la compréhension du fonctionnement de ce système. Les résultats obtenus constituent une avancée dans la connaissance des aquifères discontinus et offrent des pistes pour une gestion raisonnée de cette ressource.Le signal d'entrée est caractérisé dans sa composante quantitative et qualitative. Le suivi des paramètres climatiques permet d'estimer la lame d'eau participant à la recharge de l'aquifère. La caractérisation isotopique de l'eau précipitée met ensuite en évidence une origine majoritairement atlantique des masses d'air, responsables des précipitations sur le nord-ouest du Pays Basque. Des circulations atmosphériques sur la péninsule Ibérique, l'Europe du Nord et la région méditerranéenne sont cependant responsables de certains événements pluvieux. La composition chimique de l'eau de pluie, résultant de ces origines, est caractérisée par une faible acidité et par des concentrations en éléments anthropiques parfois élevées.L'hydrochimie des eaux souterraines est étudiée conjointement avec des données de temps de séjour acquises par l'interprétation des concentrations en 3H, CFC et SF6. Les caractéristiques physico-chimiques, les temps de séjours mesurés (moins de 10 ans à plus de 50 ans) et les phénomènes de mélanges associés permettent de proposer un modèle conceptuel des écoulements souterrains. Celui-ci met en exergue le rôle prépondérant du profil d'altération développé dans les milieux cristallins (de la surface vers la profondeur : altérites, roche fissurée et roche saine), du point de vue de la minéralisation de l'eau comme de celui des modalités d'écoulement.Une approche quantitative est finalement proposée. Du point de vue hydrodynamique, l'hétérogénéité spatiale est importante (10-4 m s-1 < K < 10-8 m s-1). Les altérites offrent une capacité de stockage et de régulation de la recharge. Un modèle numérique synthétise et valide ces résultats. Les simulations montrent de fortes interactions entre les réseaux d'écoulements superficiel et souterrain et de faibles impacts de l'exploitation actuelle sur les flux d'eau souterraine. Les évolutions climatiques ne modifieront pas significativement les écoulements durant les prochaines décennies. Une diminution des débits des sources et des cours d'eau est toutefois probable. Ce modèle numérique et l'ensemble des résultats obtenus serviront de base pour une gestion raisonnée de la ressource en eau de l'aquifère de l'Ursuya.

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Nasr, Emna. "Signatures inorganiques et isotopiques combinées pour la discrimination de l'origine géographique de l'huile d'olive." Electronic Thesis or Diss., Pau, 2022. http://www.theses.fr/2022PAUU3004.

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Abstract:

La mondialisation de l'industrie alimentaire a suscité l'intérêt des consommateurs pour l'origine géographique et la qualité des produits alimentaires. L'augmentation de la production et de la consommation mondiale de denrées alimentaires a toutefois entraîné la propagation de pratiques frauduleuses. Celles-ci menacent à la fois la santé des consommateurs et l'équilibre économique de l'industrie alimentaire, qui subit chaque année d'énormes pertes financières. L'huile d'olive est l'un des produits alimentaires les plus fraudés. En conséquence, un large éventail de stratégies analytiques a été proposé pour l'authentification géographique de l'huile d'olive. Les approches les plus fiables qui ont démontré des résultats prometteurs pour la traçabilité géographique des produits alimentaires étaient basées sur l'empreinte multi-élémentaire et isotopique. Néanmoins, éléments traces, initialement présents à des concentrations faibles à très faibles dans l'huile d'olive, sont dissous dans une matrice lipidique complexe et donc l'introduction des échantillons dans les instruments basés sur le plasma et les mesures précises des composants chimiques sont difficiles. Cette étude présente une approche analytique fiable basée sur une information géographique tridimensionnelle : (1) la composition minérale du sol à travers l'analyse des éléments traces; (2) le contexte géologique par l'analyse de la composition isotopique du Sr; et (3) le contexte pédo-climatique à travers la détermination des isotopes stables du carbone dans les huiles d'olive. Tout d'abord, les éléments traces ont été quantifiés dans des huiles d'olive de Tunisie, d'Espagne et de France avec une grande précision et exactitude par ICP-MS quadripolaire suivant une procédure analytique optimisée. Les concentrations élémentaires combinées à la chimiométrie ont permis de classer les huiles d'olive en fonction de leur provenance géographique. Par la suite, une méthode innovante a été développée et appliquée avec succès pour l'extraction quantitative du Sr à partir de l'huile d'olive et la mesure précise du rapport isotopique 87Sr/86Sr par MC-ICP-MS. La conservation des rapports isotopiques 87Sr/86Sr pendant le transfert du Sr du sol à la plante et pendant l'extraction de l'huile d'olive a été démontrée. Les résultats ont été corrélés avec les caractéristiques géologiques des roches mères et ont ainsi mis en évidence que la composition isotopique Sr de l'huile d'olive peut être utilisée comme un outil fiable pour identifier la provenance géographique de l'huile d'olive. Dans la dernière partie du manuscrit, les isotopes stables du carbone ont été déterminés dans les huiles d'olive par IRMS et ont permis de retracer les processus physiologiques de l'olivier en fonction des caractéristiques environnementales spécifiques. Chacune des trois approches mono-paramètre étudiées a fourni des informations géographiques fiables mais limitées. C'est pourquoi elles ont été combinées avec la chimiométrie afin d'établir un outil d'authentification géographique avancé capable de faire face aux pratiques frauduleuses les plus sophistiquées
The globalization of the food industry has raised consumer interest in the geographical origin and the quality of food products. The global increase in food production and consumption, however, has led to fraudulent practices spreading. It threatens both the health of consumers and the economic balance of the food industry, which suffers huge financial loss every year. Olive oil is one of the most adulterated food products. As a result, a large array of analytical strategies was proposed for the geographical authentication of olive oil. The most reliable approaches that have demonstrated promising results for the geographical traceability of food products were based on the multi-elemental and isotopic fingerprinting. Nevertheless, trace elements, initially found at low to critically low concentrations in olive oil, are dissolved in a complex lipid matrix and thus the samples introduction in plasma-based instruments and the precise measurements of chemical components are challenging. This study presents a reliable analytical approach based on a three dimensional geographic information: (1) the mineral composition of the soil through the analysis of trace elements; (2) the geological background through the analysis of Sr isotopic composition; and (3) the pedo-climatic context through the determination of stable isotopes of carbon in olive oils. First, the trace elements were quantified in olive oils from Tunisia, Spain and France with high precision and accuracy by quadrupole ICP-MS following an optimized analytical procedure. The elemental concentrations combined with chemometrics allowed to classify olive oils according to their geographical provenance. Subsequently, an innovative method was developed and successfully applied for the quantitative extraction of Sr from olive oil matrix and accurate measurement of 87Sr/86Sr isotopic ratio by MC-ICP-MS. The conservation of 87Sr/86Sr isotopic ratios during the transfer of Sr from the soil to the plant and during olive oil extraction was demonstrated. The results were correlated with the geological characteristics of the bedrocks and thus highlighted that Sr isotopic composition of olive oil can be used as a reliable tool for fingerprinting olive oil geographic provenance. In last part of the manuscript, the stable isotopes of carbon were determined in olive oils by IRMS and allowed to trace the physiological processes of the olive tree to specific environmental characteristics. Each of the three studied single-parameter approaches provided reliable but limited geographic information. Therefore, they were combined together with chemometrics in order to establish an advanced geographical authentication tool able to overcome the most sophisticated fraudulent practices

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Nlend, Bertil. "Processus hydrologiques dans une zone côtière hyper-humide sous forte influence anthropique (Douala, Cameroun). : Une étude géochimique de la dynamique de l'eau de l'atmosphère au sous-sol." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCD055.

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Abstract:

Une approche multidisciplinaire a été menée à Douala, mégapole côtière tropicale humide (Cameroun, Afrique de l’Ouest) qui subit déjà certains changements environnementaux dus à la croissance démographique, à l’urbanisation et à l’industrialisation. Nous avons cherché à identifier les processus hydrologiques impliqués dans ce site particulier, qui enregistre environ 4 m de précipitations / an et qui reçoit des pluies en continue tout au long de l'année. De plus, comme il est bien connu que les modifications d’utilisations des sols peuvent influer profondément sur l'hydrologie, nous devons améliorer notre compréhension des processus hydrologiques clés dans ces zones tropicales humides. Pour répondre à cette problématique, nous nous concentrons sur les flux d’eau à travers la zone critique (continuum surface du sol – atmosphère – sous-sol) au moyen de données isotopiques et chimiques issues de la vapeur d’eau, des précipitations et des eaux souterraines.En ce qui concerne les flux atmosphériques, les résultats mettent en évidence une influence des conditions météorologiques à grande échelle sur la composition en isotopes stables des précipitations locales. Les processus classiques (thermodépendance, effet de masse, recyclage continental) observés ailleurs ne s’appliquent pas à la région de Douala. L'intensité de la convection en amont et la taille des systèmes convectifs contrôlent les variations mensuelles et journalières des teneurs en isotopes dans les précipitations. Nous avons également mis en évidence que le développement des nuages en altitude, dus à une forte convection, provoque un appauvrissement des pluies en isotopes lourds. Par ailleurs, on note que la signature isotopique des pluies à Douala est similaire à celle de la vapeur d’eau, ce qui signifie un manque d’effets de post-condensation.En couplant ce signal isotopique des précipitations à celui des eaux souterraines, nous montrons que l'aquifère Mio-Pliocène de Douala est rechargé localement par les eaux de pluie et que cette recharge a lieu préférentiellement d'avril à août et en novembre. Il n'y a pas de processus de fractionnement lors de l'infiltration d'eau de pluie. Les isotopes stables dans les eaux souterraines soulignent l'existence de différents réseaux d'écoulement au sein de cet aquifère multicouches. Les eaux issues du réseau d’écoulement profond semblent correspondre à une eau souterraine avec un temps de séjour plus long comparé à une celle circulant dans les couches superficielles. Les informations obtenues par les isotopes sont similaires à celles fournies par les données hydrométéorologiques et piézométriques. La recharge de l'aquifère varie entre 892,6 mm et 933,6 mm/an. Les eaux de pluie s'infiltrent à haute altitude, puis coulent sous terre avec une vitesse estimée à 1,96 m/jour, avant d'atteindre l’estuaire. Les données sur la chimie viennent renforcer ces résultats. La minéralisation de l'eau augmente clairement le long d'un chemin d'écoulement conduisant l'eau de la zone de recharge (haute altitude) vers la zone de décharge (estuaire). Les concentrations en ions majeurs sont en partie contrôlées par l'intensité des précipitations au travers de l'effet de dilution, les processus d'interaction eau-roche et les activités humaines.[...]Au regard de tout ce qui précède, cette thèse fournit de nouvelles informations sur l'hydrologie tropicale et des outils pour gestion globale des ressources en eau de Douala
A multidisciplinary approach was carried out in Douala, a humid tropical coastal megacity (Cameroon, West Africa) which already experiences some environmental changes due to population growth, urbanization and industrialization. We aimed at identifying the hydrological processes involved in this peculiar site, which records approximately 4 m of rainfall/year and undergoes almost continuous rainfall during year. Moreover since it is well known that modifications in land uses may profoundly inﬂuence hydrology, we need to improve our understanding on key hydrological processes in such tropical humid. To answer this question, we focus on water fluxes across the critical zone (land–atmosphere-subsurface continuum) through isotopic and chemical data from water vapour, rainfall and groundwater.Concerning atmospheric fluxes, results highlight an influence of large scale meteorological conditions on precipitation stable isotope composition. Classical processes (thermo-dependency, amount effect, continental recycling) observed elsewhere cannot be applied in Douala region. The intensity of upstream convection and the size of convective system mostly impact monthly and daily rainfalls. We also put in evidence that extended clouds in altitude, due to strong convection, provoke depleted precipitation in heavy isotopes. Moreover, the isotopic signature in rainfall is similar to that of water vapour, thus meaning a lack of post-condensational effects.By coupling this isotopic signal of precipitation with that of groundwater, we show that the Mio-Pliocene aquifer in Douala is recharged locally by rainwater and that this recharge occurs preferentially from April to August and November. There is no fractionating process during the infiltration of rainwater. Stable isotopes in groundwater highlight the existence of different flow paths within this multi-layered aquifer. We identified a deep flow path that mays correspond to groundwater with long residence time compared to shallower ones. Information obtained by the isotopes is similar to that provided by hydro-meteorological and potentiometric data. The aquifer recharge varies between 892.6 mm and 933.6 mm/year. Rainwater infiltrates at high altitudes, then flows underground with a velocity estimated to 1.96 m/day, before reaching the estuary. Groundwater chemistry enforces these findings. Water mineralization clearly increases along a flow path conducting water from the recharge zone (high altitudes) to the discharge area (estuary). Concentrations in main ions are partly controlled by rainfall intensity through the dilution effect, water-rocks interactions processes and human activities.The impacts of these human activities on groundwater quantity and quality, but also, on a more general way on climatic changes within the region, have been then deeply investigated. The results show that there is a widespread degradation of groundwater quality due to anthropogenic activities, leading also to seawater intrusion in some coastal megacities of West Africa. Groundwater deterioration tends to be emphasized by climate change (through an increase in CO2, increase in air temperatures and slight increase in precipitation amount).Finally this thesis provides new insights for tropical hydrology and key management tools to Douala water resource managers.Keywords: Douala, Rainwater; Mio-Pliocene groundwater; stable isotopes; major ions; upstream convection; anthropogenic activities, critical zone

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Buschaert, Stéphane. "Origine, âge et processus physico-chimiques des circulations de fluides dans les fractures : exemple de socle sous couverture (Vienne) et de formations riches en argiles (Gard, Est)." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10233.

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Abstract:

L'étude des colmatages minéraux déposés dans les discontinuités lors des circulations de fluides, anciennes à récentes, est l'unique moyen de reconstituer les comportements paléo-hydrologique et -hydrogéochimique des milieux granitiques ou sédimentaires. Le couplage d'outils pétrographiques, minéralogiques, isotopiques et géochimiques a permis de déterminer la source et la nature des fluides, et les processus physico-chimiques à l'origine des colmatages. 3 contextes distincts ont été ciblés dans le cadre des recherches menées par l'ANDRA pour l'implantation d'un laboratoire souterrain (le granite de la Vienne, les siltites du Gard et les argilites de l'Est du bassin de Paris). Ce travail a montré que le traçage isotopique en C et O des minéraux de discontinuités, couplé aux études pétrographiques, minéralogiques, et thermiques obtenues sur les inclusions fluides, sur les matières organiques et sur les argiles, constitue un outil puissant pour reconstituer les conditions paléo-hydrogéologiques, quel que soit le contexte
The study of minerals sealing the discontinuities and the cavities by past to recent fluid circulations is the only method to assess the paleo ?hydrological and -hydrogeochemical behavior of both sedimentary or granitic systems. Petrographic, mineralogic, isotopic and geochemical tools provide the opportunity to identify the source and the nature of sealing-forming waters and to precise the physical and chemical mechanisms occurring during fluid circulations. This study is focused on 3 sites selected in the framework of a survey managed by ANDRA for the feasibility of an underground laboratory (plutonites of Vienne, Cretaceous siltites of Marcoule, argillites in the Eastern part of the Paris basin). Our methodology, based on the combined use of C-O isotopic tracers, petrographic, mineralogical and thermal (fluid inclusion, organic matter, clay typology) studies, is a promising powerful tool to assess the paleo-hydrogeologic behavior in geological systems

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Noack, Yves. "Differenciation entre altération météorique et altération hydrothermale : applications aux minéraux ubiquistes : talc, chlorites, serpentines; pétrologie, minéralogie, géochimie." Poitiers, 1985. http://www.theses.fr/1985POIT2021.

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Cave, Tiffanie. "Fonctionnement hydrodynamique du bassin tertiaire du Bas-Dauphiné entre la Drôme et la Varèze (Drôme et Isère, Sud-Est de la France) : Etude géochimique et isotopique." Phd thesis, Université d'Avignon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00818821.

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Abstract:

L'aquifère molassique du Bas-Dauphiné est situé le long de la vallée du Rhône, dans le Sud-Est de la France. Cet aquifère d'une superficie proche de3000 km², et d'une épaisseur moyenne de 400m renferme une eau d'excellente qualité, utilisée par de nombreuses collectivités pour l'alimentation en eau potable. Cependant certains secteurs montrent une forte vulnérabilité de la nappe aux activités agricoles. L'utilisation d'outils géochimiques etisotopiques a permis de préciser le fonctionnement hydrodynamique de l'aquifère. Dans un premier temps, nous avons montré que la stratification des écoulements décrite par De La Vaissière (2006) sur la partie drômoise de l'aquifère s'étend au secteur isérois. Les eaux les plus profondes ont des vitesses de circulation de l'ordre du mètre par an alors que les flux superficiels ont des vitesses de circulations d'une centaine de mètres par an. D'autre part, le marquage des nappes superficielles et des rivières par des teneurs faibles en tritium (de 3 à 4 UT) et forte en magnésium (jusqu'à 18 mg/L)indique un apport d'eaux anciennes, issues de l'aquifère molassique vers ces eaux superficielles. La définition de deux pôles d'eaux et l'application d'une équation de mélange couplés à la réalisation de bilans hydrogéologique a permis d'appréhender les volumes échangés. Il apparaît finalement que les réservoirs d'eaux superficiels constituent l'exutoire principal de l'aquifère molassique. L'utilisation des éléments traces a mis en avant le rôleessentiel du temps de séjour des eaux dans l'aquifère ainsi que des conditions d'oxydo-réduction dans l'acquisition de la minéralisation. L'évaluation de la qualité naturelle des eaux de la nappe a montré l'impact des activités agricoles sur l'aquifère, avec prés de 80% des échantillons ayant une teneur en nitrates supérieure à la concentration naturelle supposée. L'étude des teneurs en pesticides conforte ce constat. De plus l'étude de l'évolution des concentrations en polluants montre une dégradation de la ressource.

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Bouchet, Alain. "Minéralogie et géochimie des roches altérées du chapeau de fer de Rouez (Sarthe)." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2303.

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Abstract:

L'oxydation de la pyrite provoque un lessivage de l'aluminium de plus en plus important vers la base de la zone oxydee. Le comportement du magnesium et de l'aluminium entraine la cristallisation de differents mineraux argileux interstratifies desordonnes dans les zones oxydees, intermediaires et cementees. Sous la zone cementee, les mineraux argileux des pelites sont remplaces par un assemblage interstratifie caracteristique de milieux acides. Dans la zone oxydee, les chlorites se transforment en interstratifie chlorite/saponite ferrifere. La composition de la saponite evolue vers celle de la stevensite ferrifere a la base de la zone oxydee. Dans la zone cementee, le fer est piege dans les sulfures. Les chlorites primaires sont totalement detruites par l'action des fluides acides

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Feneyrol, Julien. "Pétrologie, géochimie et genèse des gisements de tsavorite associés aux gneiss et roches calco-silicatées graphiteux de Lemshuku et Namalulu, Tanzanie." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0348/document.

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Abstract:

La tsavorite, grossulaire vert à V-Cr-Mn, est contenue dans des gneiss et roches calco-silicatées graphiteux, souvent associés à des marbres dolomitiques, et appartenant à la ceinture métamorphique néoprotérozoïque mozambicaine. La tsavorite se trouve soit dans des nodules ou des veines de quartz (gisements primaires), soit dans des placers (gisements secondaires). L'étude minéralogique des tsavorites propose un nouveau protocole de certification de leur origine géographique, à partir du rapport V/Cr, de la teneur en Mn et du [delta]18 O. L'étude des gisements de Lemshuku et Namalulu en Tanzanie montre que le métamorphisme des protolithes sédimentaires riches en matière organique et évaporites s'est effectué à P = 7,0 ± 0,4 kbar et T = 677 ± 14°C, à 634 ± 22 Ma (datation U-Th-Pb sur monazite). Le bâti métamorphique s'est refroidi vers 500 Ma (datation 40Ar-39Ar sur muscovite). Deux stades de métasomatose sont reliés à la formation de la tsavorite : (i) une métasomatose de diffusion formant les nodules à P = 5,0-7,4 kbar et T = 580-691°C; (ii) une métasomatose calcique d'infiltration contemporaine de la formation des veines de quartz à P = 3,6-4,9 kbar et T = 505-587°C. Ces dernières sont datées in situ par la méthode Sm-Nd à 606 ± 36 Ma. Les évaporites continentales, déposées dans une sabkha de côte marine avec des sédiments silico-calcaires, sont transformées en tsavorite dans le cas des nodules, alors que les sels fondus sont associés à la formation des veines de quartz. Les minéralisations sont contrôlées par la lithostratigraphie et la tectonique
Tsavorite, a (V, Cr, Mn)-bearing green grossular, is hosted by graphitic gneisses or calc-silicates, often asssociated with dolomitic marbles, and belonging to the Metamorphic Neoproterozoic Mozambique Belt. Tsavorite is found either as nodules or in quartz veins (primary deposits), or in placers (secondary deposits). The mineralogical study of tsavorites suggests a new protocol to certificate their geographical origin, based on the V/Cr ratio, Mn content and delta18O. The study of the Lemshuku and Namalulu deposits in Tanzania has shown that the metamorphism of organic matter-rich and evaporites-rich sedimentary protoliths occurred at P = 7.0 ± 0.4 kbar and T = 677 ± 14°C, at 634 ± 22 Ma (U-Th-Pb dating on monazite). The metamorphic series cooled down at around 500 Ma (40Ar-39Ar dating on muscovite). Two metasomatic stages are linked to the formation of tsavorite : (i) diffusion metasomatism forming nodules at P = 5.0-7.4 kbar and T = 580-691°C; (ii) calcitic infiltration metasomatism forming quartz veins at P = 3.6-4.9 kbar and T = 505-587°C. These last have been dated in situ with Sm-Nd dating at 606 ± 36 Ma. Continental evaporites, deposited in a coastal marine sabkha with (Si, Ca)-bearing sediments, transformed into tsavorite in the case of the nodules, while the molten salts are associated with the formation of the quartz veins. The mineralisations are controlled by lithostratigraphy and structure

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Durand, Cyril. "Circulations fluides, transferts de matière et évolution minéralogique entre deux réservoirs à géochimie contrastée. Les septa carbonatés dans les granites du Quérigut (Pyrénées, France)." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00134463.

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L'objectif de ce travail est de quantifier les transferts de matière et les circulations fluides au contact entre des septa carbonatés et des roches magmatiques au cours du métamorphisme de contact dans le massif de Quérigut (Pyrénées, France). Une étude minéralogique et géochimique a été couplée avec une modélisation pétrogénétique afin de spécifier et quantifier les processus géologiques invoqués lors de la formation de skarns.

Les relations géométriques entre les septa carbonatés et les roches granitiques encaissantes ont été contraintes par une étude cartographique détaillée. Le contact est caractérisé par le développement d'un endoskarn et d'un exoskarn du côté granitique et carbonaté respectivement. L'endoskarn consiste en un assemblage à Kfs-Qtz-Cpx-Amp-Pl développé au dépend d'un assemblage à Pl-Amp-Bt-Qtz-Kfs. L'exoskarn montre une évolution minéralogique continue et complexe depuis un assemblage à Cal-Cpx-Amp-Qtz-An vers un assemblage à Grt-Wo/Czo-Cpx-Qtz.
Les résultats sur les isotopes stables (Δ18O et Δ13C) suggèrent que ce système se comporte comme un système fermé vis-à-vis des circulations de fluides externes et des arrivées de matière. Seuls des processus de diffusion apparaissent entre les deux réservoirs à géochimie contrastée avec une infiltration limitée de fluides magmatiques dans les métacarbonates proches du contact. Le métamorphisme de contact entre ces deux types de roche est également associé avec d'importants transferts de matière mais toujours sans échanges chimiques significatifs entre les granitoïdes et les carbonates. Dans les roches magmatiques, les transferts se restreignent à l'endoskarn avec un enrichissement significatif en K2O, Rb, Y, Ce, Nb et Ba. A l'opposé, les transferts de matière dans les septa carbonatés apparaissent sur une distance significativement plus épaisse que l'endoskarn. Une forte diminution des teneurs en CaO, Sr et CO2 (atteignant plus de 80 %) est corrélée à une chute des teneurs en calcite en direction du contact. Les autres éléments chimiques, initialement présents dans le carbonate, se comportent comme des éléments immobiles et sont alors concentrés passivement. La perte de calcite est expliquée par des réactions de décarbonatation et des phénomènes de pression-dissolution. Ces processus sont accompagnés par une forte perte de volume atteignant plus de 80% du volume initial en direction de la zone de contact.
La modélisation thermodynamique suggère des gammes de température entre 460°C et 600°C avec une diminution significative de la composition fluide XCO2 en direction du contact afin de stabiliser des assemblages Grt-Wo/Czo (XCO2 < 0,021). Les relations de phase établies en fonction de la composition chimique (Xcompo) et de la composition fluide (XCO2) sont en parfait accord avec les assemblages minéralogiques observés, confortant l'hypothèse d'une forte perte de calcite dans les septa carbonatés lors de l'épisode de métamorphisme de contact. De plus, ces résultats montrent que les diagrammes de phases XCO2 vs Xcompo établis à température et pression constantes sont des modèles prédictifs adéquats à l'étude de la formation des skarns.

Un modèle couplant les circulations fluides et les transferts de matière et contrôlé par des processus de diffusion et de perte de calcite est proposé pour expliquer les évolutions minéralogiques et géochimiques des septa carbonatés emprisonnés dans les roches granitiques du massif de Quérigut.

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Séraphin, Pierre. "Contribution du traçage isotopique (δ 18O et δ D) à la compréhension et à la modélisation hydrogéologique de la nappe de la Crau." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4353.

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Abstract:

La plaine de la Crau (Bouches-du-Rhône, France) renferme une nappe phréatique alluviale qualifiée de « ressource patrimoniale ». Débutée il y a près de 500 ans par la création d’un réseau de canaux, la mise en culture de prairies, est encore aujourd’hui, pratiquée selon une technique d’irrigation traditionnelle par submersion. Provenant d’un autre bassin versant, les eaux d’irrigation ont un effet majeur sur la recharge de la nappe. Néanmoins l’urbanisation progressive du territoire, l’augmentation des prélèvements, et le changement climatique, menacent l’équilibre actuel de la nappe de la Crau. La préservation de cette ressource nécessite donc la production d’un outil de gestion performant prenant en compte la globalité de cet hydro-système, ainsi que sa complexité géométrique et hydrologique. Cette thèse présente une approche originale de modélisation hydrogéologique en estimant à chaque étape les variables et paramètres nécessaires de manière indépendante, réduisant ainsi un problème récurrent d’équifinalité. Constituant donc un outil prospectif fiable, ce nouveau modèle est alimenté par des scénarios réalistes permettant d’observer les impacts du changement climatique, de l’évolution de l’occupation des sols planifiée et de réductions occasionnelles de la dotation en eaux d’irrigation à l’horizon 2030. Sous les effets combinés de ces réductions de la recharge (jusqu’à -19%), la nappe phréatique de la Crau pourrait être soumise à une diminution de sa surface piézométrique allant jusqu’à 2 m entrainant l’assèchement de zones humides rares et protégées
The Crau plain (Southern France) contains an alluvial aquifer described as a regional "heritage resource". Started nearly 500 years ago by creating a network of canals, the cultivation of grasslands is even today performed using a traditional technique of irrigation by flooding. Derived from another watershed, irrigation water has a major impact on the recharge of the aquifer. Nevertheless, urbanization of the territory, increase of uptakes, and climate change threaten the existing balance of the Crau aquifer. The preservation of this resource therefore requires the production of an efficient management tool accounting for the whole hydro-system in its hydrological and geometric complexity. This thesis presents an original approach of hydrogeological modeling by independently estimating, for each step, the necessary variables and parameters, reducing a recurring problem of equifinality. Providing a reliable forecasting tool, this new model is implemented by realistic scenarios to observe the impacts of climate change, the evolution of the planned land-use, and occasional reductions of irrigation input in 2030. Under the combined effects of these recharge reductions (up to -19%) the water table could be subjected to local decreases up to 2 m, leading to the drying up of rare and protected wetlands

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Agrinier, Pierre. "L'evolution de la croute oceanique vue par les rapports isotopiques de l'oxygene, du carbone et de l'hydrogene." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077176.

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Abstract:

Nous avons etudie, au moyen des isotopes stables de l'oxygene, du carbone et de l'hydrogene, deux types de roches: la sequence ophiolitique de xigaze. Tibet et les eclogites a carbonates de norvege. Elles peuvent representer 2 etats de la croute oceanique a deux stades extremes de son evolution: 1) l'hydrothermalisme d'une dorsale lente, 2) le metamorphisme de haute pression d'une zone de subduction. Ces travaux et la litterature concernant la croute oceanique, nous permettent de dessiner l'evolution isotopique d'une portion de croute oceanique et d'estimer ses implications sur les echanges globaux manteau-ocean

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Scheffer, Christophe. "Réservoirs fluides et transferts en contexte d'exhumation orogénique : implications sur la position structurale des minéralisations Cu-Pb-Zn-Fe-Ag dans la région Lavrion-Eubée (Grèce)." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0270/document.

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Abstract:

Cette thèse est centrée sur la ceinture orogénique Attico-Cycladique formée durant l'orogénèse Alpine. Par une approche multi-méthodes et multi-échelles combinant géologie structurale, pétrographie, thermobarométrie des assemblages minéraux, géochimie élémentaire et isotopique, et données PVTX des inclusions fluides associées, ce travail vise à caractériser et comprendre les relations entre circulations fluides, interactions fluides/roches, déformation, et mobilisation-transport-dépôt des métaux. Les marbres et schistes de la péninsule du Lavrion et de l'île d'Eubée témoignent d'une évolution orogénique complexe marquée par une phase d'enfouissement à l'Eocène suivie par deux phases d'exhumation successives syn-et post-orogéniques. Les minéralisations de type Cu-Pb-Zn-Fe-Ag de la région du Lavrion sont synchrones de l’activation du détachement post-orogénique et de la mise en place de plutons de granodiorite. Leurs positions structurales témoignent d’un piégeage depuis un régime de déformation ductile jusqu'à fragile. Les minéralisations mises en place durant le régime de déformation ductile à ductile-fragile (skarn et remplacement de carbonate) sont associées à la décarbonatation des niveaux de marbres et à la circulation des fluides magmatiques. L'exhumation progressive de la racine orogénique se traduit par la transition des roches depuis une déformation ductile vers un régime fragile associé à l’ouverture du système aux fluides de surface et notamment aux fluides météoriques. Cette circulation est responsable d’une remobilisation des métaux des minéralisations primaires permettant alors une seconde phase de précipitation dans un régime cassant (veines épithermales)
This thesis is focused on the Attico-Cycladic orogenic wedge formed during the Alpine orogeny. From a multi-method and multi-scale approach using structural geology, petrography, mineral thermobarometry, element and isotope geochemistry, and PVTX data of associated fluid inclusions, this study deciphers the relationships between fluid circulation, fluid-rock interactions and mobilisation-transport-deposits of metals. Marbles and schists from the Evia Island and the Lavrion peninsula testify to a complex orogenic history marked by an Eocene burial phase followed by syn- and post-orogenic exhumation. Cu-Pb-Zn-Fe-Ag mineralisations from the Lavrion area are synchronous with the formation of the low-angle post-orogenic detachment and the emplacement of granodioritic magmas. The structural position of the deposits attests of an emplacement during ductile to brittle deformation conditions. Deposits associated with ductile to ductile-brittle deformation (skarn, carbonate replacement) are related to a marble decarbonation and magmatic fluid circulation. The progressive exhumation of the orogenic wedge allows the transition toward brittle conditions and opens the system to surficial meteoritic fluids. This meteoritic fluid circulation is responsible to remobilisation of metals from primary deposits allowing thus a second phase of deposition in a pure brittle deformation (epithermal veins)

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Erbland, Joseph. "Contraintes isotopiques sur l'interprétation de l'enregistrement en nitrate dans la carotte de glace de Vostok." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638761.

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Abstract:

L'ion nitrate (NO3-) présent dans les neiges Antarctiques est issus de l'oxydation des oxydes d'azote (NOx = NO + NO2) dans l'atmosphère. Aux sites de faible accumulation de neige tels que Vostok et Dôme C sur le plateau de l'Est de l'Antarctique, le nitrate n'est pas piégé de manière ultime dans la neige, ce qui limite fortement l'interprétation des enregistrements en nitrate dans les carottes de glace. Des mesures récentes de la composition isotopique en azote du nitrate (δ15N) montrent des valeurs extrêmement élevées (+339‰) dans les premiers décimètres de la neige de Dôme C. Ces valeurs ont été attribuées à la photolyse du nitrate et au recyclage important qui en résulte. Le nitrate possède, par ailleurs, une anomalie isotopique en oxygène (Δ17O) qui permet de tracer l'activité de l'ozone (O3) au cours de sa formation. Ce travail de thèse présente le premier enregistrement de la composition isotopique complète du nitrate (δ15N, Δ17O et δ18O) dans une carotte de glace : la carotte de glace de Vostok dont les 64 échantillons analysés couvrent une période de 150 000 ans. Ce jeu de données a été complété par 313 échantillons collectés entre 2007 et 2010 dans le continuum atmosphère/givre/neige au Dôme C ainsi que dans 21 puits de neige prélevés dans une zone couvrant l'essentiel de l'Est de l'Antarctique. L'analyse isotopique de ces échantillons modernes a permis de contraindre le modèle conceptuel TRANSITS développé au cours de cette thèse et dont le but est de représenter le recyclage du nitrate à l'interface entre l'atmosphère et la neige ainsi que son impact sur la composition isotopique du nitrate archivé. Les valeurs positives et élevées du δ15N du nitrate piégé dans la carotte de glace de Vostok montrent que le recyclage du nitrate a toujours eu lieu sur le plateau Antarctique au cours de la période étudiée. Les variations du flux primaire de nitrate reçu au site de Vostok estimées à l'aide du modèle TRANSITS montrent, en périodes glaciaires, un flux primaire plus important qui pourrait être lié à une dénitrification stratosphérique plus conséquente. Les valeurs de Δ17O du nitrate montrent que l'incursion d'ozone d'origine stratosphérique dans la troposphère était plus fréquente en périodes glaciaires. Nous proposons enfin que les résultats acquis dans le cadre de cette thèse pourraient permettre de mieux contraindre le cycle de l'azote sur la côte Antarctique et d'apporter des éléments d'interprétation des enregistrements en nitrate dans les carottes de glace de sites de plus forte accumulation de neige (au Groenland par exemple).

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Huneau, Frederic. "FONCTIONNEMENT HYDROGEOLOGIQUE ET ARCHIVES PALEOCLIMATIQUES D'UN AQUIFERE PROFOND MEDITERRANEEN Etude géochimique et isotopique du bassin miocène de Valréas (Sud-Est de la France)." Phd thesis, Université d'Avignon, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00323650.

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Abstract:

Une étude hydrogéologique a été entreprise sur les eaux de l'aquifère miocène du bassin de Valréas (Vaucluse). Celle-ci vise à améliorer la connaissance du fonctionnement du système grâce à une étude détaillée combinant une vaste gamme d'outils isotopiques et géochimiques qui inclut : les isotopes stables de la molécule d'eau (18O et 2H), les isotopes du carbone minéral dissous (13C et 14C), le tritium, les gaz rares et les éléments chimiques majeurs. Les activités 14C décroissent depuis environ 100 pcm dans la zone de recharge, jusqu'à des valeurs inférieures à 1 pcm dans l'aquifère captif. Les âges calculés révèlent la présence d'eau dont le temps de séjour atteint plus de 30 000 ans dans la partie confinée. Les teneurs en 18O et 2H mettent en évidence un fort contraste isotopique entre aquifère libre et aquifère captif, et l'étude de la relation 18O/2H souligne la particularité des circulations atmosphériques régionales, sous influence mixte atlantique et méditerranéenne. L'excès en deutérium calculé à partir des eaux anciennes suggère la persistance de ce schéma depuis le Pléistocène. Les paléotempératures de recharge déduites des concentrations en gaz rares fournissent une différence de température entre le Tardiglaciaire et l'Holocène de l'ordre de 7°C et les teneurs en hélium radiogénique montrent une évolution graduelle avec l'augmentation du temps de séjour. La géochimie des eaux met en évidence la sensibilité des eaux du réservoir miocène aux pollutions d'origine anthropique. Les minéraux argileux sont à l'origine d'échanges de bases dont l'intensité est proportionnelle au temps de séjour. La comparaison des vitesses hydrauliques et des vitesses radioisotopiques indique une grande différence dans les deux méthodes concernant la partie captive de l'aquifère, suggérant l'existence d'eaux quasi-stagnantes dans l'aquifère confiné. A l'issue de cette étude un modèle conceptuel de fonctionnement de l'aquifère est proposé.

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Houhou, Jamil. "Le réseau d'assainissement urbain : du collecteur au réacteur bio-physico-chimique." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL071N/document.

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Abstract:

Ce travail décrit certains aspects du réseau d’assainissement en tant que réacteur bio-physico-chimique. Les objectifs principaux sont : d’identifier et de quantifier les sources des eaux circulant dans les collecteurs en se basant sur les signatures isotopiques des eaux et des sulfates dissous; de déterminer la nature minéralogique des phases porteuses des métaux lourds et d’étudier leur cycle géochimique par MET et MEB couplés à la EDXS ; de mettre en évidence la présence d’échange de matière entre les eaux usées et les biofilms par CLSM et MET et d’étudier les conditions hydrodynamiques impliquées dans cet échange dans un réacteur pilote (Couette-Poiseuille). On montre que les données isotopiques permettent d’évaluer la présence des évolutions de concentration des éléments transportés dans le réseau. Le rôle du réseau en tant que réacteur apparaît dans l’évolution de la nature minéralogique des phases phosphatées vers l’aval du réseau et dans la précipitation des métaux lourds dans les compartiments anaérobiques sous forme de phases sulfurées néoformées. Les dépôts des regards de façade et les biofilms sont les lieux de cette néoformation. A l’échelle de la matière organique, l’auto-épuration est révélée par les échanges entre les biofilms et les matières en suspension (MES) suite à la présence des fibres de cellulose dans la structure des biofilms et de morceaux de biofilms au sein de la MES. La majeure partie de ces évolutions se situe en amont du réseau où les contrastes physicochimiques sont les plus importants. Finalement, les expériences modèles au sein du réacteur ont montré l’implication de l’hydrodynamisme dans le détachement des biofilms
This work describes the sewer system as an integrated part of the wastewater treatment system. The main objectives of this study were: identification and quantification of water sources collected in sewer system, referring to isotopic signatures of water and dissolved sulfates; identification of the mineralogical nature of trace element carriers and determination of their geochemical evolution within the sewer by TEM and SEM coupled with EDSX ; Evidencing exchanges between sewage and biofilms, using CLSM and TEM, and investigating hydrodynamic conditions controlling this exchange in an experimental set-up (Couette-Poiseuille reactor). The results indicate that isotopic data may be used to study the tightness of sewer lines and to evaluate the evolution of element concentrations along sewer. Implication of the sewer system as a true biophysicochemical reactor is evidenced in our study by the evolution of the mineralogical nature of phosphate phases downstream of the sewer and by heavy metal precipitations in anaerobic conditions as neoformed sulfide phases. Sump pit deposits and biofilms represent the earlier stage of this neoformation. Organic matter biodegradation was revealed by TEM examination of SM whereas the exchange between biofilms and SM was shown by CLSM. Cellulose fibers from SM were found embedded in exopolymer biofilm matrices and detached fragments from biofilms were identified in sewage. The majority of these evolutions are located upstream of sewer system in which the contrast in physicochemical properties are the most significant. Finally, biofilm model investigations and image processing showed that hydrodynamic conditions are largely implicated in biofilm detachment

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Dissertations / Theses on the topic 'Géochimie des isotopes stables'

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