Dissertations / Theses: 'Isotopes Li et Nd'

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Yang, Chengfan. "Li isotope study of Yangtze River sediments : new constraints on climate, weathering and carbon cycle relationships." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2020SORUS433.pdf.

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Abstract:

Au cours de ce travail, j’ai réalisé une série d'études dans le bassin du Changjiang (Yangtze), afin de mieux comprendre l'influence de ces effets.Tout d'abord, l'exploitation du barrage des Trois Gorges (TGD) a modifié la composition géochimique des sédiments en aval. Depuis 2003, les sédiments venant des hauts bassins ont été en grande partie retenus en amont, tandis que les sédiments précédemment déposés dans le bassin moyen-inférieur ont été progressivement remis en suspension. Ces processus expliquent l’évolution géochimique des sédiments exportés vers la mer de Chine. En deuxième partie, une étude systématique démontre que les compositions isotopiques en lithium des phases dissoutes et particulaires se comportent de façon conservative dans la zone de mélange de l'estuaire du Changjiang. Cependant, les phases échangeables ne représentent qu'une faible quantité de Li, ce qui explique son impact négligeable dans cette zone. Troisièmement, Cette étude confirme que dans les grands bassins versants, l'altération chimique peut réagir rapidement à de grandes amplitudes climatiques. Ceci est particulièrement bien illustré, dans la carotte CM97, par la période du Younger Dryas. Depuis 2 000 ans, les δ7Li des argiles s’accentuent clairement par rapport à la période précédente, à cause de l'érosion des sols de plaines induite par l'homme. En résumé, ces résultats apportent de nouveaux éclairages sur l'interprétation des proxys et sur la réponse de l'altération chimique aux variations climatiques, ce qui est essentiel pour mieux quantifier l’impact du l’altération continentale sur les climats passés et futurs de notre planète
In order to better understand the weathering-climate feedback, a series of studies was carried out in the Changjiang (Yangtze) Basin. First, the operation of the Three Gorges Dam (TGD) changed downstream sediment geochemical compositions. Before 2003, large amounts of upstream-derived sediments deposited and experienced further weathering in the mid-lower basin. Since 2003, strong riverbed sediment resuspension changed the roles of the mid-lower reaches from important sinks to major sources of sediments delivered to the sea. As a consequence, an intensified weathering intensity of downstream sediment was observed.Second, dissolved δ7Li exhibit a conservative behavior in the Changjiang Estuary. During the process of SPM transported offshore, weathering product flocculated and deposited, while primary minerals resuspended. The combined effect resulted in the UCC-like SPM δ7Li values. There is a Li isotope fractionation between the dissolved load and exchangeable phase. However, this process shows negligible impact on δ7Li of dissolved load and particulates. Third, weathering response to climate is complex in large river basins. During the Younger Dryas, the positive excursion of clay δ7Li is consistent with enhanced incongruent weathering, in response to temperature cooling. The minor variation of clay δ7Li at 11 – 2 ka likely indicate stable weathering and mile climate variation. Over the last 2 kyr, the fluctuation of clay δ7Li is mostly caused by intensification of human activities. In summary, this thesis sheds new lights on the weathering-climate feedback over geologic past, and provides perspectives on how human activities affect natural processes

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Simien, Frédéric. "Croissance crustale et contraintes paléogéographiques apportées par les isotopes du Nd dans les sédiments." Paris, Institut de physique du globe, 1998. http://www.theses.fr/1998GLOB0005.

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Abstract:

Il n'existe pas de consensus pour savoir si la masse continentale a été extraite du manteau très tôt dans l'Histoire de la Terre ou bien si elle a été différenciée au cours du temps. Les études en Sm-Nd apportent des contraintes à ce problème car l'isotope père et l'isotope fils sont presque exclusivement fractionnés lors d'un épisode de différenciation crustale. Il est donc possible de dater depuis quand les matériaux font partie de la croûte. L'application de ce couple aux shales permet une approche à grande échelle car ils représentent une moyenne de la croûte continentale. Les évolutions des compositions isotopiques en Nd des séries paléozoïques en Europe de l'ouest et dans l'est du Canada indiquent qu'il n'y a pas eu de grand apports de matériaux juvéniles dans la masse sédimentaire au cours du Paléozoïque, même durant les orogenèses. Les informations apportées par cette méthode peuvent contraindre les reconstructions paléogéographiques. En accord avec les données stratigraphiques et paléontologiques, nous proposons qu'il faille reconsidérer les modèles d'évolution géodynamique dans lesquels un océan Sud Armorcain séparait la Bretagne de l'Espagne au cours du Paléozoïque. Les données canadiennes nous permettent de proposer un modèle d'évolution pour les zones exotiques des Appalaches. Nous pensons que la zone Avalon se situait à proximité de l'Amérique du Sud à l'aube du Paléozoïque, puis qu'elle a été accolée au continent nord Américain vers l'Ordovicien moyen (450 Ma). Pour la zone Méguma, nous pensons qu'elle devrait être rattachée à l'Afrique de l'ouest au Protérozoïque supérieur puis qu'elle est entrée en collision avecle continent Nord américain au Carbonifère (300 Ma). Dans la dernière partie, la compilation des données isotopiques en Sm-Nd dans les sédiments détritiques à grain fin permet d'avoir une idée de l'évolution de la croûte à l'échelle globale depuis presque 4 Ga. Malheureusement, pour pouvoir déterminer la courbe de croissance crustale, il nous faudrait connaître le volume de sédiments injectés dans le manteau au cours du temps et la taille du réservoir de type manteau appauvri dans les temps très anciens.

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Lahd, Geagea Majdi. "Caractérisation chimique et isotopique des aérosols organiques/inorganiques et détermination de l'impact de la pollution atmosphérique sur l'environnement urbain." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR1GE14.

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Abstract:

Des écorces d'arbres et des aérosols ont été analysés pour déterminer la pollution par les métaux dans l'environnement urbain en utilisant les isotopes. Cette étude s'est focalisée sur trois aspects: 1) La composition isotopique du fond "naturel" dans la vallée du Rhin, les montagnes des Vosges et les Alpes Centrales (Suisse). 2) Les caractéristiques des terres rares et des isotopes du Pb, Sr, Nd des émissions d'une aciérie. 3) Le traçage des émissions industrielles dans un environnement urbain en utilisant les isotopes de Pb, Sr et Nd. Les poussières provenant des principales sources de pollution (incinérateurs, centrale thermique, aciérie) et les suies provenant des voitures et des bateaux ont été analysées. Les sources industrielles montrent des valeurs en εNd et en 87Sr/86Sr bien variables. Les aérosols collectés dans le centre urbain de Strasbourg montrent l'influence des différentes sources industrielles et naturelles
The aim of this study was to determine the heavy metal pollution in the urban environment of Strasbourg and Kehl with help of isotopes. This study focused on three aspects: 1) The « natural » background isotopic composition in the Rhine Valley, Vosges Mountains and the Central Swiss Alps. 2) The REE characteristics and Pb, Sr and Nd isotopic compositions of steel plant emissions. 3) Tracing of industrial aerosol sources in an urban environment using Pb, Sr and Nd isotopes. Filter dust of the principal pollutant sources (waste incinerators, thermal power plant, and steel plant) and soot of car and ship exhaust have been analyzed. The industrial sources have variable εNd values and 87Sr/86Sr ratios. PM10 collected in the urban centre of Strasbourg show the influence of different industrial and natural sources

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Munier, Thomas. "Évolution des conditions d’altération et des paléoclimats au cours de l'intervalle Albien-Santonien (113-83 Ma) : apports des minéraux argileux et de la géochimie." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS156.pdf.

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Abstract:

L’intervalle Albien-Santonien (~113-83 Ma) est une période charnière dans l’histoire du Crétacé. Cet intervalle est caractérisé par un fort taux de production de croûte océanique, associée à la dislocation de la Pangée et par une activité importante des provinces magmatiques. Ces conditions engendrent une augmentation notable de la pCO2 (Arthur et al., 1985) et une hausse progressive des températures océaniques jusqu’au maximum thermique mi-Crétacé, enregistré à la limite Cénomanien/Turonien (~94 Ma). Ce maximum thermique est suivi, dès la fin du Turonien, par une baisse des températures et de la pCO2 (Linnert et al., 2014). La diminution du volcanisme, une production carbonatée accrue et un stockage de carbone organique important lors de l’événement océanique anoxique OAE 2 à la limite Cénomanien-Turonien participent à la diminution du CO2. Néanmoins l’altération des silicates peut également jouer un rôle dans cette baisse. L’étude de nouveaux forages, réalisés dans le cadre de la mission IODP 369 sur les marges sud et sud-ouest de l’Australie, couplés à d’anciens forages, obtenus lors des missions ODP 122 et 123 sur la marges nord-ouest, nous a permis d’étudier l’évolution des conditions d’altération durant cet intervalle aux moyennes et hautes latitudes dans une zone peu étudiée jusqu’à présent. Une étude détaillée, basée sur la minéralogie des argiles a été réalisée sur six sites dans le bassin de la Grande Baie (site U1512), le bassin Mentelle (sites U1513 et U1516), le bassin Carvarnon (sites 763 et 766) et la plaine abyssale d’Argo (site 765). Sur trois des sites étudiés (U1512, U1513 et 763), des observations au MEB et au MET et des analyses géochimiques (isotopie du Sr et du Nd, concentrations en éléments majeurs et traces) ont complété cette étude. Ces nouvelles données ont été comparées aux nombreux travaux déjà réalisés dans l’océan Atlantique et le domaine péri-téthysien. Au cours de l’intervalle Albien-Turonien, les assemblages de minéraux argileux sont caractérisés par une augmentation des proportions de smectites, observée sur l’ensemble des régions étudiées. Cette augmentation résulte de la combinaison de paramètres globaux et locaux. La stabilisation tectonique des marges africaines et nord-américaines réduit l’altération physique, ce qui entraine une diminution des proportions d’illites et de chlorites, et permet la mise en place de processus pédogénétiques favorisant la formation de smectites. L’altération préférentielle des roches volcaniques dès la fin du Cénomanien, mise en évidence par les mesures isotopiques du Sr et du Nd sur certains sites au large de l’Australie (U1513), entraine également une augmentation des smectites. Enfin, la hausse du niveau marin, enregistrée de l’Albien au Turonien inférieur et associé à un enrichissement en smectites, témoigne de l’influence de la sédimentation différentielle sur les cortèges argileux. L’intervalle Cénomanien/Turonien, caractérisé par une augmentation des kaolinites aux basses et moyennes latitudes de l’hémisphère nord, est marqué par des conditions plus hydrolysantes. Ces kaolinites sont abondantes dans les secteurs soumis aux contraintes tectoniques à la fin du Crétacé inférieur (Aptien-Albien). Ainsi, malgré un climat favorable à leurs formations, l’absence de ces kaolinites dans l’hémisphère sud caractérise l’influence de la topographie et la nécessité de bonnes conditions de drainage pour former ces argiles. L’intervalle Albien-Santonien est ainsi caractérisé par une intensification de l’altération chimique qui culmine au moment du maximum thermique mi-Crétacé. Cette hausse des conditions d’hydrolyse, découplée de l’altération physique, parait néanmoins insuffisante pour faire diminuer la pCO2 lors de ce maximum thermique. Il apparait alors que, malgré un climat favorable à l’hydrolyse, le haut niveau marin et l’aplanissement des masses continentales inhibent l’altération chimique des silicates qui ne tient plus son rôle de puits de CO2
The Albian-Santonian interval (~113-83 Ma) is a key period in Cretaceous history. This interval is characterised by a high seafloor spreading rate, related to the breakup of Pangea, and by a significant activity of large igneous provinces, which generate an increase in pCO2 (Arthur et al., 1985). These conditions lead to a progressive temperature increase until the mid-Cretaceous thermal maximum, recorded at the Cenomanian/Turonian boundary (~94 Ma). This latter is followed from the late Turonian by a decline in temperature and pCO2 (Linnert et al., 2014; Wang et al., 2014). A decrease of volcanic activity, an increase of carbonate production, and an enhanced organic carbon storage during the anoxic oceanic event OAE 2 (Cenomanian-Turonian boundary) are frequently cited to explain the pCO2 decline. However, silicate weathering can also be involved as a triggered mechanism for this decrease. The analyse of new boreholes, drilled during the IODP Leg 369 on the southern and southwestern margins of Australia, coupled with some old boreholes of the ODP Legs 122 and 123 on the northwestern margin, allowed us to investigate the evolution of weathering conditions during this interval at the middle and high latitudes in a poorly studied sector. A detailed work, based on clay mineralogy, has been done on six sites located in the Great Bay Basin (Site U1512), in the Mentelle Basin (sites U1513 & U1516), in the Carnarvon Basin (sites 763 & 766) and the Argo Abyssal Plain (Site 765), respectively. For 3 sites (U1512, U1513 and 763), these studies have been completed by SEM and TEM observations and geochemical analyses (Sr and Nd isotopic ratios and concentrations of major & trace elements). These new data have been compared to the several studies, already done in the Atlantic Ocean and in the peri-Tethyan domain. During the Albian-Turonian interval, the clay mineral assemblages are characterised by an increase in smectite proportions, observed over all the studied regions. This increase results from a combination of global and local parameters. The tectonic stabilisation of the African and North American margins reduces the physical weathering, which leads to a decrease in illite and chlorite proportions, and permits the implementation of pedogenetic processes, which favours the formation of smectites. The preferential weathering of volcanic rocks from the end of the Cenomanian, highlighted by Sr and Nd isotopic measurements on some sites of Australia (U1513) or Africa (959) margins, also results in a relative increase of smectites. Finally, the sea level rise, recorded from the Albian to the Lower Turonian and associated with an enrichment in smectites, highlights the influence of the differential settling process on clay assemblages. The Cenomanian-Turonian interval, characterised by an increase in the proportions of kaolinites at the low and middle latitudes of the Northern Hemisphere, is interpreted as marked by more hydrolysing conditions. These kaolinites are present only in sectors, where tectonic was active at the end of the Early Cretaceous (Aptian-Albian). Thus, despite a climate favourable to their formation, the absence of kaolinites in favour of smectites in the Southern Hemisphere characterizes the influence of topography and good drainage conditions to form these minerals. The Albian-Santonian interval is thus characterised by an increase in chemical weathering that was maximal at the mid-Cretaceous thermal maximum. Nevertheless, this increase in hydrolysing conditions, associated to the denudation of the continental landmasses, seems to be insufficient to cause the pCO2 decrease during this thermal maximum. It appears then, despite a climate favourable for hydrolysis, high sea level and flattening of the continental masses prevent the chemical weathering of silicates which cannot regulate pCO2

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Imbert, Stulc Anna. "Provenances géographiques des bois de la cathédrale de Notre-Dame de Paris. Compositions élémentaires et isotopiques en Sr et Nd : effet de la carbonisation, référentiels régionaux et applications." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2023SORUS594.pdf.

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Abstract:

La charpente de la cathédrale de Notre-Dame de Paris a failli disparaître lors de l’incendie qui l’a ravagé dans la journée du 15 avril 2019. Les vestiges des bois calcinés sont certes sans intérêt pour la reconstruction du bâtiment, mais ils recèlent en eux l’histoire d’un chantier qui s’est déroulé il y a plus de 800 ans. L’étude de ces archives archéologiques est ainsi une opportunité extraordinaire d’en apprendre plus sur son déroulement et sur la relation entre la société et la forêt au Moyen Âge Central (XIe-XIIIe siècles). Une des questions qui permettrait de mieux comprendre la gestion sylvicole et le commerce de bois à cette époque est celle de la provenance des bois. Cette thèse a pour but de préciser l’origine des bois utilisés pour la construction de la charpente avec l’aide des traceurs géochimiques, en particulier la composition multi-élémentaire et les rapports isotopiques du strontium (Sr) et néodyme (Nd) dans le bois. L’intérêt de ces traceurs est de discriminer des sites en fonction des contextes géologiques et pédologiques différents. Au cours de son développement, l’arbre absorbe des nutriments d’origine minérale qui sont en partie transférés dans les parois cellulaires du bois. Les teneurs en nutriments et leurs signatures isotopiques dans le bois reflètent celle des roches et sols sur lesquels l’arbre a poussé. Cette approche est appliquée ici pour la première fois sur le bois archéologique carbonisé. Avant de procéder à l’identification de l’origine des bois de Notre-Dame, 1) la conservation des traceurs géochimiques au cours de la carbonisation a été vérifiée expérimentalement, et 2) un référentiel des signatures multi-élémentaires et isotopiques dans des bois actuels a été réalisé à l’échelle du bassin versant de la Seine. L’exposition à la haute température n’a pas affecté la composition isotopique du Sr et Nd, mais a provoqué une volatilisation et la perte d’une partie des éléments. Des traceurs élémentaires ont été sélectionnés à partir des rapports d’éléments thermostables i.e., ceux dont la baisse de concentration a été négligeable (< 20 % à 800 °C). Le référentiel a été constitué à partir de 12 sites forestiers, chacun représentant un type de substrat spécifique, l’ensemble couvrant la diversité géologique et pédologique du bassin versant de la Seine. L’origine des bois actuels a pu être retracée avec une précision d’environ 80 % et la discrimination des sites s’est avérée fortement contrôlée par le rapport isotopique 87Sr/86Sr, et les rapports élémentaires Sr/Ca et Nd/Ca. Des bois archéologiques provenant de la charpente de Notre-Dame ont été caractérisés selon leur phase d’approvisionnement et leur signatures géochimiques ont été comparées entre elles, et avec celles des forêts référentielles. Les signatures géochimiques de la plupart des bois médiévaux sont caractéristiques des peuplements sur des sols limoneux profonds, en accord avec l'origine affirmée par des sources historiques, au sud-est de Paris
The wooden framework of the Notre-Dame de Paris Cathedral was almost destroyed by fire on April 15, 2019. Although the remains of the charred timbers are not of interest for the reconstruction, they conceal more than 800 years of the monument’s history. Their investigation thus constitutes an extraordinary opportunity to shed light on the construction techniques and relationships between society and forest resources during the Central Middle Ages (11th-13th centuries). A key point to better understand past forestry management and timber trade is the provenance of the timber woods. The aim of this work is to determine the geographical origin of the wood used to build the Notre-Dame's framework with the help of geochemical tracers, in particular the multi-elemental composition and isotope ratios of strontium (Sr) and neodymium (Nd). The strength of geochemical source tracing relies on the ability to discriminate sites based on their geological and soil contexts. During growth, trees absorb mineral-derived nutrients which are partially transferred to the wood cell walls. The abundance and isotopic signature of these mineral-derived nutrients in wood thus reflect those of rocks and soils on which the tree grew. This approach is applied here for the first time to carbonized archeological wood. Before proceeding to identification of the origin of the Notre-Dame timber woods, 1) the preservation of geochemical signals during carbonization was verified experimentally, and 2) a referential database of multi-elemental and Sr-Nd isotopic signatures in modern wood was built at the scale of the Seine River catchment. Although the carbonization led to volatilization and loss of some of the studied elements, it did not affect Sr and Nd isotopic composition of charred wood. Additionally, reliable elemental tracers for provenance were selected on the basis of the ratios of thermostable elements i.e., those whose decrease in concentration was negligible (< 20% at 800°C). The geochemical tracers were tested on modern wood from the 12 referential forests, each representing one type of substrate characteristic of the Seine River catchment area. Determination of the origin of modern wood could be achieved with an accuracy of around 80% and was strongly controlled by the 87Sr/86Sr isotope ratio, as well as by the Sr/Ca and Nd/Ca elemental ratios. The carbonized timbers from the Notre-Dame framework were characterized for cutting dates of trees and their geochemical signatures were compared with one another, and with those of wood from the referential forests. The geochemical signatures of most of the medieval woods were found to be characteristic of forest stands growing on deep silty soils, in agreement with findings from historical archives pointing towards an origin of the timbers in the south-east of Paris

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Romeur, Monique, and René Maury. "Séries magmatiques arc et arrière-arc de la Sonde : nature des sources impliquées (éléments en trace et isotopes Sr-Nd-Pb)." Brest, 1991. http://www.theses.fr/1991BRES2006.

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Les volcans quaternaires arriere-arc de java presentent une importante variabilite dans la composition petrologique de leurs produits et dans leur distance par rapport a la fosse. Les laves des ces volcans montrent des caracteristiques en elements en trace typiquement orogeniques, compatibles avec une origine liee a la subduction. Elles ont des compositions isotopiques pb et sr un peu plus faibles que celles des magmas d'arc; les compositions isotopiques du nd sont similaires dans les deux types de magma. Deux correlations compositions isotopiques du nd-rapports th/ta sont mises en evidence: l'une comprend les laves arriere-arc; la seconde les magmas d'arc. A l'aide de ces correlations, trois zones geochimiques ont ete reconnues: un domaine arc, un domaine arriere-arc et un domaine intermediaire comprenant les volcans situes geographiquement entre l'axe de l'arc et les volcans arriere-arc. On propose que les magmas d'arc resultent du melange entre une source murb appauvri (comportant les caracteristiques dupal) et les fluides issus de la plaque subductee. Un melange entre un manteau morb enrichi en elements hygromagmaphiles (contamine par la fusion de croute oceanique subductee, sumatra) et les sediments subductes (par l'intermediaire de fluides metasomatiques) (java) genere les magmas arriere-arc. Les magmas intermediaires sont le resultat d'un melange entre les sources des domaines arc et arriere-arc. Un modele de repartition de ces sources est propose: il est compatible avec la remontee d'un manteau enrichi (domaine arriere-arc) dans un manteau appauvri superficiel (domaine arc)

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Yang, XiaoZhi. "Water content and H-O-Li isotopes in lower crustal granulite minerals." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL028N/document.

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Abstract:

Pour la première fois, une étude par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier et par microsonde ionique des minéraux majeurs de la croûte inférieure et des péridotites mantelliques a été entreprise afin de mieux caractériser les mécanismes d’incorporation et les teneurs en eau de ces minéraux nominalement anhydres, et de déterminer leurs compostions isotopiques en H, O, et Li pour retracer les échanges latéraux et horizontaux de l’eau dans la lithosphère continentale profonde. Les résultats montrent que: (1) Les minéraux nominalement anhydres, comme les pyroxènes et plagioclase, dans les granulites de la croûte inférieure contiennent de l’eau en trace essentiellement sous forme hydroxyles et accessoirement sous forme moléculaire, avec des concentrations (exprimées en poids H2O) allant de 200 à 2330 ppm pour les clinopyroxènes, de 60 à 1875 ppm pour les orthopyroxènes, de 65 à 900 ppm pour les plagioclases. Les teneurs calculées pour chaque roche totale d’après sa composition minéralogique et la teneur en eau des minéraux varient de 155 à 1100 ppm. (2) Les teneurs en H2O des minéraux majeurs et en roche totale de la croûte continentale inférieure sont manifestement plus élevées que celles du manteau lithosphérique sous-jacent, suggérant des variations verticales de la quantité d’H2O dans la lithosphère continentale profonde. Un tel contraste peut affecter de façon notable le comportement rhéologique de la lithosphère continentale. (3) Les rapports isotopiques de l’oxygène des pyroxènes étudiés, et probablement les roches totales, exprimés en [delta]18OSMOW , vont de ~ 4,5 à 12,5‰. Ceci indique la contribution de matériaux recyclés de la croûte continentale durant la pétrogenèse des échantillons ayant un TM18O élevé. (4) Les minéraux de la granulites sont caractérisés par des valeurs de élevées TMD, avec des valeurs de -80~-10‰ exprimées en [delta]DSMOW; les minéraux sont le plus souvent en équilibre les uns avec les autres lorsque l’on considère leurs compositions isotopiques moyennes. (5) Les compositions isotopiques du Lithium mesurée dans les minéraux de nos échantillons de granulites, exprimées en [delta]7Li par rapport à Lsvec, varient de -13 à +4.7 ‰. Ces valeurs sont donc pour la plus part inférieures à celles mesurées sur les MORB (2 – 6‰). La dispersion des valeurs reflètent l’hétérogénéité de la source des granulites, et les valeurs bassent resultent probablement de la perte par diffusion de Li pendant la mise en place des liquides silicatées provenant du manteau dans la croûte inférieure. (6) La grande hétérogénéité des teneurs en eau et en Lithium, et des compositions isotopiques de H-O-Li indique l’absence de circulation de fluide pervasive au travers de la croûte inférieure, qui aurait pour effet de supprimer les hétérogénéités à petite échelle et de les diminuer fortement à grande échelle
For the first time, systematic investigations of water content and H-O-Li isotopic compositions of minerals in lower crustal granulites, as well as water content of minerals in mantle peridotites, from eastern China have been carried out by Fourier transform infrared spectrometer and ion microprobe. The results show that: (1) Nominally anhydrous minerals, such as pyroxenes and plagioclase, in the lower crust generally contain trace amounts of structural water, with their content (H2O by wt.) varying from 200 to 2330 ppm for clinopyroxene, 60 to 1875 ppm for orthopyroxene, 65 to 900 ppm for plagioclase and 155 to 1100 ppm for the estimated bulk compositions. (2) Water contents of minerals in lower crustal granulites from eastern China, and their bulk values, are significantly higher than those in the underlying upper mantle, implying vertical heterogeneities of water distribution in the deep continental lithosphere; the contrast in water content even affect the rheological strength of the lithosphere. (3) The O-isotopic compositions of pyroxenes in the lower crustal granulites from eastern China are highly variable between different localities (~ 4.5 to 12.5‰, expressed in [delta]18OSMOW values), indicating variable influences from recycled crustal materials on their protoliths. (4) The H-isotopic compositions of granulite minerals from eastern China, are mostly in the range of -80 to -10‰ expressed in [delta]DSMOW values, and these minerals are usually in equilibrium with their [delta]D values. The relatively high [delta]D of granulite minerals may be related with degassing loss of H during the genesis of granulites. (5) The Li-isotopic compositions of granulite minerals from eastern China are usually in the range of -13 to 4.7‰, mostly lower than those of MORB (2-6‰). They reflect the source heterogeneity and are probably results of high-T Li diffusion during the intrusion of their original melts into the preexisting lower crust. (6) The large dispersion of Li and water contents and of H-O-Li isotopic results indicate the absence of any pervasive fluids in the lower crust

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Le, Quilleuc Meryll. "Caractérisation élémentaire et isotopique (Sr et Nd) des dépôts d'aérosols sahariens sur la marge sénégalaise : implications pour la signature géochimique des sources." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R075.

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Abstract:

Les aérosols désertiques émis dans les régions arides et semi-arides constituent un élément actif du système climatique global. En effet, de par leurs propriétés optiques et leur rôle dans les processus de nucléation dans l’atmosphère, ils ont un impact sur le bilan radiatif et le cycle hydrologique. Ils ont également une influence sur les cycles biogéochimiques marins et continentaux par l’apport de micro-nutriments dans les régions où ils se déposent. Par ailleurs, les aérosols désertiques sont des indicateurs des changements paleo-environnementaux dans les archives sédimentaires. L’impact de l’aérosol minéral dans le système climatique dépend de la quantité de particules émises dans l’atmosphère, de leur distribution granulométrique et de leur composition géochimique. Ces paramètres sont cependant souvent insuffisamment quantifiés, en particulier dans la région du Sahara et du Sahel (plus importante source au monde), du fait des très nombreuses zones d’émission et de leur caractère intermittent. Les caractéristiques des retombées de l’aérosol saharien sont singulièrement mal connues ; celles-ci sont pourtant essentielles pour estimer son impact sur les cycles biogéochimiques, faire le lien avec les dépôts sédimentaires, et contraindre les modèles atmosphériques de transport. Une étude de dépôts éoliens a été réalisée sur la côte sénégalaise dans l’objectif d’améliorer nos connaissances sur la composition chimique des aérosols transportés sur la marge ouest africaine et la signature chimique des régions sources. Dans ce cadre, un capteur passif a été mis en place en 2006 à Mbour, permettant de construire une série temporelle continue de dépôts d’aérosols désertiques avec un pas d’échantillonnage d’une semaine ou moins. La composition élémentaire de la fraction silicatée inférieure à 30µm de 221 échantillons de dépôts a été déterminée (incluant une série continue de deux ans entre 2013 et 2015), ainsi que les rapports isotopiques du strontium (Sr) et du néodyme (Nd) de 63 de ces échantillons. En parallèle, une étude des sources alimentant notre site d’étude a été réalisée à l’aide de l’indice satellite IDDI et de rétrotrajectoires de masse d’air (HYSPLIT). L’étude de la série continue de dépôts 2013-2015 a révélé une grande variabilité dans la composition chimique des particules, suggérant une importante diversité géochimique des sources. Cette série temporelle a permis de mettre en évidence des changements saisonniers du flux et de la composition chimique, en lien avec les changements de provenance et de transport des particules entre la saison sèche (hiver-printemps) pendant laquelle les aérosols sont apportés par les alizés qui balayent le continent ouest-africain, et la saison humide (été) au cours de laquelle les dépôts résultent en partie du lessivage par les précipitations de particules transportées à haute altitude dans la Saharan Air Layer (SAL)
Mineral aerosols emitted in arid and semi-arid regions of the Earth represent an active element of the global climate system. In fact, due to their optical properties and their role in nucleation processes in the atmosphere, they have an impact on the radiative budget and the hydrological cycle. They also take part in many biogeochemical cycles in the ocean and on land through the input of micro-nutriments in regions where they are deposited. Mineral dust is also an indicator of paleo-environmental conditions changes in sedimentary archives. Mineral dust impact in the climate system depends on the amount of particles transported in the atmosphere, on their grain size distributions and on their geochemical compositions. Yet, these characteristics are often insufficiently quantified, particularly in the vast Sahara-Sahel domain (the largest source worldwide), due to the numerous emissions areas and to their intermittency. The characteristics of Saharan dust deposits are especially poorly constrained, although they are essentials to estimate the dust impact on biogeochemical cycles, to make the connection with sedimentary deposits, and to validate dust transport model outputs. A study of eolian deposits was carried out on the Senegalese coast in order to improve our knowledge of the chemical composition of mineral aerosols transported over the West African margin and of the geochemical signature of the source regions. For this purpose, a passive collector was set up in 2006 at Mbour, allowing the build up of a long continuous time series dust deposits with a sampling resolution of a week or less (down to 24h). Elemental composition (major and trace elements) of the <30µm carbonate-free, silicate fraction of 221 dust deposit samples was determined (including a two-year continuous time series between March 2013 and February 2015), as well as the Sr and Nd isotopic ratios for 63 of them. Concurrently, investigations on the sources feeding our sampling site were conducted with the help of the IDDI satellite product as well as air masses backtrajectories calculated with the HYSPLIT model. The study of the 2013-2015 continuous time series of dust deposits revealed a large variability in the chemical composition of the dust, suggesting an important diversity in the geochemistry of the contributing sources. This long time series brought to light marked seasonal changes, both in the mass flux and the chemical composition, that can be linked to changes in provenance and transporting wind systems between the dry season (winter-spring) during which aerosols are transported in the trade winds that sweep across West Africa, and the wet season (summer) when dust deposit result to some degree from the scavenging by precipitations of dust transported at high altitude in the Saharan Air Layer (SAL)

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Negrel, Justine. "Etude couplée des fractionnements isotopiques du LI, B et U dans des profils d'altération : exemple du bassin versant du Strengbach (Vosges, France)." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAH001/document.

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Abstract:

Comparer de manière approfondie la réponse des différents outils isotopiques choisis (Li, B et U) durant l’altération chimique dans un profil déjà connu (e.g. le profil du Sommet sur le Bassin versant du Strengbach ; Ackerer, 2017) afin de dégager les mécanismes moteurs des fractionnements isotopiques de chacun de ces éléments pour faire le lien entre la réponse de ces outils lors de l’altération chimique et remonter ainsi au régime d’altération des roches. Développer les observations réalisées sur le profil du Sommet et les appliquer sur cinq autres profils d’altération répartis sur l’ensemble du bassin versant en se concentrant sur la fraction <2µm. Cela permettra de voir si les observations faites dans le premier profil se retrouvent dans les autres profils et si nous sommes capables de remonter au régime d’altération. Étudier de manière préliminaire comment évolue le signal isotopique de l’altération chimique acquis dans les profils d’altération au cours du transport sédimentaire et s’il est possible de déterminer le régime d’altération d’un bassin versant à partir des sédiments de ce même bassin
In-depth comparison of the response of various selected isotopic tools (Li, B and U) during chemical weathering in an already known profile (eg the Summit profile in the Strengbach watershed, Ackerer, 2017) to identify the driving mechanisms of isotopic fractionations of these elements to link the response of these tools compared to the chemical alteration to go back to the alteration regime. Develop the observations made on the Summit profile and apply them to five other weathering profiles distributed over the entire watershed focusing on the <2μm fraction. This will make it possible to see if the observations made in the first profile are found in the other profiles and if we are able to go back to the alteration regime. Preliminarily investigate how the isotopic signal of chemical alteration acquired in alteration profiles evolves during the sediment transportation and if it is possible to determine the alteration regime of a watershed from it sediments

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Bouchet, Bert Manoz Romain. "Structure de la lithosphère continentale de l'Ouest USA : contribution des isotopes du Plomb,du Néodyme, et de l'Hafnium." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01066021.

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Abstract:

La lithosphère continentale est physiquement et chimiquement segmentée. La cartographie des isotopes radiogéniques de roches plutoniques acides, représentatives de la croûte continentale, et de laves basiques, représentatives du manteau, possède des similarités avec la cartographie sismique de la lithosphère sous-jacente. Ces similitudes permettent d'interpréter les observations sismiques en étudiant leurs caractéristiques chimiques et leur âge. Les isotopes du plomb permettent de dater et d'identifier l'empilement de segments crustaux qui forment la croûte. L'écart des âges modèles du plomb avec d'autres systèmes identifie le recyclage crustal et le réchauffement de la croûte au dessus de la température du système plomb-plomb. Le système plomb-plomb donne également accès au sous-étudié rapport Th/U qui contraint la profondeur de la source des roches continentales. Certains échantillons de l'ouest U.S.A. proviennent de la croute inférieure, et se sont formés par l'extension crustale ou par un flux de matériel au sein de la croûte. Les isotopes du néodyme et de l'hafnium marquent la fusion du manteau lithosphérique enrichis sous le Colorado Plateau, une région où est observée le détachement du manteau lithosphérique sub-continental. Ce manteau fond par décompression adiabatique, par extension localisée ou remontée asthénosphérique engendrée par la convection locale. Au final, l'association des systèmes isotopiques du plomb, du néodyme, et de l'hafnium avec la sismologie est une approche puissante pour étudier la formation et la déformation de la lithosphère continentale.

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Mauricot, Robert. "Les nouveaux pigments gamma-aln#2s#3 (a = li, na, k ; ln = la, ce, nd, gd) : caracterisation structurale, electronique et optique." Nantes, 1995. http://www.theses.fr/1995NANT2079.

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Abstract:

Les sulfures de terres rares -aln#2s#3 (a = li, na, k ; ln = la, ce, nd, gd) sont de tres bon candidats pour le remplacement des pigments rouges et jaunes actuels, en particulier les sulfo seleniures de cadmium, appeles a disparaitre du marche en raison de leur toxicite. Parmi ces composes, le sulfure de cerium est specialement interessant du fait de sa couleur rouge. De plus, la possibilite de substitution cationique qu'offre la structure permet une diminution appreciable de la temperature de synthese (800c au lieu de 1350c) ainsi qu'une evolution favorable de la couleur en fonction du taux de substitution. Pour mieux controler cette couleur et eventuellement orienter les recherches de nouveaux materiaux colores, une caracterisation structurale, electronique et optique a ete initiee. Une determination structurale sur monocristal a tout d'abord permis de verifier que les sulfures de lanthanide (la, ce et nd) de la variete -ln#2s#3 presentent une structure lacunaire isotype de th#3p#4. Des etudes complementaires de diffraction sur poudre (rx et neutrons) ont ensuite revele que les elements dopant etaient introduits non seulement en substitution du cation mais egalement en insertion dans les sites dodecaedriques vacants. Des calculs de structures electroniques par la methode de huckel etendue et par la methode ab initio lmto-asa ont montre que les bandes de valence et de conduction presentaient respectivement un caractere 3p du soufre et 5d de la terre rare, et que les niveaux 4f etaient localises dans la bande interdite pour le cerium et plongeaient dans la bande de valence pour les terres rares suivantes. Il est donc possible d'attribuer la couleur de quelques materiaux -ln#2s#3 a des transitions vers la bande de conduction a partir de la bande de valence (la#2s#3), des niveaux 4f (ce#2s#3) et des niveaux 4f et de la bande de valence (nd#2s#3). Des etudes de reflexion diffuse, d'absorption, de photoconductivite et de luminescence ont enfin permis d'etablir un schema de structure de bande coherent, corroborant les predictions des calculs de structures de bandes et les completant avec d'une part une localisation de divers niveaux d'impurete et d'autre part une quantification des energies des differentes transitions a l'origine des differentes couleurs observees

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Pratte, Steve. "Les tourbières ombrotrophes en tant qu'archives de la variabilité des apports de poussières atmosphériques holocènes au Québec boréal - Implications paléoenvironnementales et paléoclimatiques." Thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://www.theses.fr/2016INPT0044/document.

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Abstract:

Les poussières atmosphériques naturelles jouent un rôle complexe dans le système climatique global étant à la fois un facteur affectant le climat et variant en fonction de ce dernier. Notre compréhension des différentes interactions entre les poussières atmosphériques et le climat est limitée par l’importante variabilité spatiale et temporelle des celles-ci. À l’aide de tourbières ombrotrophes, la variabilité spatiale et temporelle des dépôts de poussières atmosphériques holocènes au Québec boréal fut caractérisée en lien avec les fluctuations climatiques. Les flux de poussières atmosphériques furent reconstruits à l’aide des concentrations en terres rares. Les isotopes du Nd et Pb en combinaison avec les terres rares ont été utilisés afin de déterminer la source des particules déposées dans les tourbières. Afin d’évaluer les liens entre les flux de poussières et la variabilité climatique, les changements temporels dans les flux de poussières et l’isotopie du Nd furent comparés à la taille des particules déposée et des reconstitutions écohydrologiques basées sur l’analyse des macrorestes végétaux et des thécamoebiens. Dans les deux premiers volets de l’étude, les flux de poussières atmosphériques furent reconstruits dans deux tourbières de la Côte-Nord alors que les particules déposées dans celles-ci furent caractérisées à l’aide des concentrations des terres rares (REE), des isotopes du néodyme et du plomb ainsi que la granulométrie. Les deux profils présentent des valeurs de Nd similaires, ce qui s’explique soit par une source commune des poussières atmosphériques ou encore des sources distinctes, mais possédant des valeurs de Nd similaires dans les deux régions. Les deux sites étudiés montrent des tendances différentes dans les flux de poussières. La tourbière IDH montre peu de variations dans les flux de poussières, ce qui s’explique en partie par l’emplacement du site d’étude, qui prévient les apports de poussières atmosphérique. La tourbière Baie quant à elle, montre deux périodes de flux de poussières plus élevés soit 1700-1000 et 650-100 cal a BP correspondant avec des périodes de refroidissement du climat documentées. Les REE, le Nd et les tailles de particules suggèrent qu’au cours des 2000 dernières années, la tourbières de Baie a reçu une proportion accrue de poussières atmosphériques provenant de sources locales. Ces deux périodes ont été identifiées comme des épisodes d’instabilité climatique en réponse à une instabilité hydroclimatique régionale et une plus grande variabilité des températures (principalement contrôlée par l’activité solaire). Un changement du régime des vents dans la région a aussi probablement influencé ces les variations observées. Dans le troisième chapitre, les mêmes analyses furent réalisées sur des carottes de tourbe d’une tourbières de la Baie James, La Grande 2 (LG2). Des apports accrus de poussières furent observés lors de différentes période : 4000 à 3000, 2600 à 2000, 1600 à 1000, 800 à 650 cal a BP et de 1960 à 1990AD. Au moins trois sources distinctes constituent les apports de poussières dans le temps: les sédiments marins à la base de la tourbières, la moraine de Sakami, deux sources locales, ainsi qu’une source probablement plus régionale dont l’origine est non-identifiée. La période allant de 7000 à 4100 cal a BP montre des valeurs près des sources locales (Nd : -36 à -29). Une augmentation graduelle des valeurs de Nd à partir de 4100 cal a BP suggère une diminution des apports locaux de poussière à la faveur d’une source non identifiée. La majorité des périodes d’apports accrus de poussières identifiées correspondent à des périodes documentées comme étant froides et sèches probablement lié à des intrusions de masses d’air arctiques. La présence de certains de ces pics de poussières lors de minimums solaires suggère que la variabilité solaire joue aussi un rôle dans la variabilité climatique de la région
Mineral dust plays an important role in the global climate system having effects on the radiation budget and the chemical composition of the atmosphere. Our understanding of the exact role of dust in the Earth’s climate system is still poorly constrained mostly due to a lack of data reflecting the high spatial and temporal variability of dust. Using peat bogs, spatial and temporal variability of Holocene dust deposition in boreal Quebec was investigated in relation to climate fluctuations. Dust fluxes were reconstructed using rare earth elements (REE) concentrations in bulk peat, while Nd and Pb isotopes in combination with REE were used to identify the source of dust particles deposited into these bogs. In order to evaluate the relationship between dust fluxes and climate variability, temporal changes in dust flux, and Nd isotopes were compared to dust grain size and ecohydrological reconstructions derived from testate amoebae and plant macrofossils. In two peat bogs from the North Shore region of the St. Lawrence Estuary (Baie bog) and Gulf (IDH bog), atmospheric dust fluxes were reconstructed using REE concentration while the geochemical composition of deposited dust was characterized using Nd and Pb isotopes combined with REE and grain size. Both peat bogs present similar Nd values, which suggests either a common source or sources with similar signatures in both regions. In terms of dust flux, the two study sites display distinct tendencies. IDH bog show few variations in dust flux, which can be explained by its geographical setting, where a tree fringe and higher altitude likely partially prevent dust from reaching the peat bog. Two dust events were recorded in the Baie bog from 1750 to 1000 cal BP and 600 to 100 cal BP and correspond to documented cold periods. These two periods have been found to occur at the same time as periods of high variability in the macrofossil record (i.e. successive layers dominated by Sphagnum or Ericaceae). REE elements, Nd and grain-size distribution suggest that, over the last 2000 years, the Baie bog received more local dust. The two periods were identified as periods of increased local storminess in response to regional hydroclimatic instability and temperature variations mainly controlled by solar activity. These episodes of climatic instability could also have been caused by changes in the wind regime. The same set of analyses were performed in a third peatland located in the James Bay region, the La Grande 2 bog (LG2). Increases in dust flux were reconstructed from 4000-3000, 2600-2000, 1600-1000, 800-650 cal BP and from 1960-1990AD. The Nd values show a large variability from -37 to -12, identifying a least three sources: local marine sediment, the Sakami moraine and another unidentified source likely from a more regional origin. Between 7000 and 4100 cal BP, Nd values resemble those localsources (-36 to -29). A gradual increase in Nd signature is observed from 4100 to 1500 cal BP suggesting a decreasing influence of local sources in favor of a yet unidentified source. The occurrence of increased dust deposition during cold periods in two of the three studied bogs suggests that dust fluxes can be used as an indicator of cold and dry climatic conditions in boreal Quebec. In northeastern Canada, these cold and dry conditions are usually the results of the intrusion of Arctic air masses. The exact mechanism controlling these incursion is yet unknown, but the similar timing of solar minima and dust peaks suggest that solar irradiance may also have played a role. The fact that both Baie and LG2 sites display similar tendencies during the last 2000 years reveals that both regions were likely controlled by the same climatic processes

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Briot, Danielle. "Génèse d'une série alcaline intraplaque continentale : étude géochimique (éléments traces et isotopes SR-ND-O) du volcan des Monts Dore (Massif central français)." Clermond-Ferrand 2, 1988. http://www.theses.fr/1988CLF21107.

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Abstract:

Le stratovolcan des Mont Dore (massif central français) est caractérisé par l'existence d'une caldera, par l'abondance des laves de composition globalement intermédiaire trachyandesitique et par la coexistence de laves sur- et sous-saturées. Il s'est édifié en deux temps. De 3 a 1;5 ma, l'activité se concentre au niveau des volcans septentrionnaux (Mont Dore s. S. , d'ordanche, aiguiller). Cette période est marquée par l'effondrement de la caldera de la haute-Dordogne et l'émission de rhyolites (ponces rhyolitiques de la grande nappe, dôme de la Gacherie. . . ). De 0;9 a 0;25 ma, le volcan du Sancy puis le massif adventif s'édifient au sud des structures précedentes. L'étude géochimique (isotopes du sr, du nd et de l'oxygène associes aux éléments en trace) des basaltes s. L. Met en évidence une évolution par cristallisation fractionnée d'olivine et de clinopyroxenes (+ ou - opaques) depuis les basanites jusqu'aux hawaiites. Les laves trachyandesitiques hétérogènes sont marquées par des déséquilibres minéralogiques, des phénomènes complexes de brassage mécanique de magmas, associés à l'assimilation de xenocristaux, de cumulats, de roches subvolcaniques et de socle. L'expulsion de fluides et des liquides résiduels lors de la cristallisation plus ou moins rapide des inclusions comagmatiques basiques et postérieurement à leur incorporation dans un magma trachytisque joue un rôle important dans la genèse d'inclusions particulières, préalablement interprérees comme des "liquides fractionnés". Au vu des données isotopiques, les trachyandesites basiques ne peuvent être le résultat d'un simple mélange abouti entre deux magmas. L'abondance des trachyandesites ne serait qu'un artefact dû aux processus de brassage mécanique de magmas de realimentation périodique des réservoirs magmatiques. Les données isotopiques sur les ponces et dômes rhyolitiques (**(87)sr/**(86)sr et **(143)nd/**(144)nd) excluent une origine par anatexie généralisée de la croute granitique mais montrent l'existence d'une contamination par la croute granito-gneissique. Les trachyphonolites et phonolites sont issus de la cristallisation fractionnée d'amphibole, de sphène et de feldspath potassique a partir des basanites et tephrites. Un modèle évolutif de réservoir magmatique dans la croute supérieure est proposé en fonction de l'âge, de la nature et de la répartition spatiale des produits émis en surface. A partir de quelques données géochimiques sur les peridotites et les basaltes du massif central et des données géophysiques disponibles, des esquisses de manteau sous cette région volcanisée sont également proposées

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Briot, Danielle. "Genèse d'une série alcaline intraplaque continentale étude géochimique (éléments en trace et isotopes Sr-Nd-O) du volcan des Monts Dore, Massif Central français /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612417w.

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Tourpin, Sylvie. "Perte des mémoires isotopiques (Nd, Sr, 0) et géochimiques (REE) primaires des komatiites au cours du métamorphisme : Exemple de la Finlande Orientale." Phd thesis, Université Rennes 1, 1991. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675899.

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Abstract:

Les komatiites ont souvent été considérées comme reflétant directement les compositions chimiques et isotopiques de leurs sources mantelliques. Cependant, l'utilisation de ces roches pour reconstituer la composition du manteau archéen apparaît abusive du fait que les komatiites montrent toutes des recristallisations métamorphiques, ce qui laisse subsister un doute profond quant à la préservation de leurs caractéristiques primaires. La possibilité d'une modification profonde des signatures isotopiques ainsi que des autres caractéristiques chimiques (incluant des éléments réputés immobiles, tels que les Terres Rares) a été démontrée à partir des coulées komatiitiques à textures spinifex de la ceinture de roches vertes de Kuhmo-Tipasjarvi (Finlande) dont l'âge est de 2.66 Ga. Ces coulées ont subi un métamorphisme dans le faciès amphibolite de bas degré, parfois accompagné de phénomènes de carbonatation et d'albitisation. Un tel métamorphisme est responsable de nombreuses anomalies dans la distribution des éléments majeurs et en traces (en particulier des Terres Rares). Les échantillons analysés définissent une "isochrone" Sm-Nd donnant un âge beaucoup plus jeune que l'âge réel de mise en place, et qui représente plutôt l'âge des recristallisations métamorphiques. Les rapports Sm-Nd des roches, la géochimie des éléments majeurs et en traces, ainsi que les rapports isotopiques de l'oxygène sont directement corrélés avec les proportions modales de minéraux secondaires. Comme l'âge du métamorphisme (Svécokarélien) est beaucoup plus récent que celui d'emplacement des coulées (900 Ma), la recristallisation a eu des conséquences profondes sur la détermination de eNd et eSr. En conclusion c'est avec énormément de prudence et de suspicion qu'il faut utiliser les méta-komatiites comme des indicateurs "fiables" des caractéristiques isotopiques du manteau archéen.

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Smietana, Magali. "Pétrologie, géochronologie (K-Ar) et géochimie élémentaire et isotopique (Sr, Nd, Hf, Pb) de laves anciennes de la Réunion : Implications sur la construction de l'édifice volcanique." Phd thesis, Université de la Réunion, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00716829.

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Abstract:

Le système volcanique de La Réunion est formé de la coalescence des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise. Son édification, liée à l'activité d'un panache mantellique, est caractérisée par une phase de croissance sous-marine, puis subaérienne, suivie d'une période de dégénérescence, comme proposé classiquement pour les volcans boucliers océaniques d'Hawaii. De précédentes études ont montré que l'activité subaérienne de La Réunion aurait débuté il y a environ 2,2 Ma. Les analyses géochimiques menées jusqu'alors sur les produits associés à cette activité volcanique (subaérienne et sous-marine) ont montré un caractère chimique transitionnel avec une composition isotopique (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd et 176Hf/177Hf) particulièrement homogène pour un volcanisme de point chaud. Dans cette étude, nous montrons que des laves sous-marines récemment identifiées sous la série basique du Piton de la Fournaise (au sein de la sur Rift Zone Nord-Est) ainsi que des laves subaériennes affleurant à la base de canyons incisés dans le massif (Série Différenciée de la Rivière des Remparts), présentent des caractéristiques ne s'inscrivant pas dans le modèle d'évolution proposé précédemment pour ce volcan. Se pose donc la question de la nature et de l'origine de ces laves, ainsi que de leur place et appartenance dans l'édification du système volcanique réunionnais. De nouvelles investigations pétro-géochimiques et géochronologiques ont été menées sur la partie sous-marine de l'édifice de La Réunion. Elles révèlent l'existence d'un groupe de laves exceptionnel. Leur composition se distingue clairement de celle des échantillons communément analysés à La Réunion et montre (1) un enrichissement en éléments incompatibles couplé isotopiquement à (2) un rapprochement vers un pôle mantellique enrichi de type EM. Ces particularités géochimiques démontrent que le panache mantellique possède (1) une source hétérogène affectée par (2) des taux de fusion variables. De plus, deux échantillons de ce nouveau groupe datés à 3,77 (0,08) et à 3,34 (0,07) Ma étendent considérablement la période d'activité connue de l'édifice. Ces âges remarquables font de ces laves les plus anciennes jamais datées à La Réunion. La nature géochimique ainsi que la position stratigraphique des laves de cette étude (échantillons subaériens et sous-marins des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise) impliquent une réinterprétation du schéma d'évolution global de l'île. Contrairement aux études précédentes, nos résultats sur ces laves montrent que : (1) Les laves différenciées de la Rivière des Remparts, qui sont des laves subaériennes, de part leur position stratigraphique et géographique sous-jacente au Piton de la Fournaise et par analogie avec le Piton des Neiges, ne peuvent être reliées à l'activité de la Fournaise, (2) Le signal isotopique du groupe de laves sous-marines de la Rift Zone Nord-Est de la Fournaise, révèlent l'hétérogénéité de la source du panache mantellique sous La Réunion, source que nous identifions comme des enclaves d'éclogite contenues dans une lherzolite à spinelle, (3) L'âge plus ancien de ces laves sous-marines et leur localisation sous le flanc Est de la Fournaise remet en questions le schéma jusqu'alors admis pour l'édification de l'île de La Réunion reposant sur la construction du Piton des Neiges puis celle, adjacente, du Piton de la Fournaise. En conséquence, nos données géochimiques et géochronologiques sont de nouveaux arguments en faveur de l'élaboration d'un modèle d'évolution plus complexe, suggérant l'existence d'un troisième massif volcanique. Il est en accord avec les précédents travaux de pétrologie et de géophysique suggérant l'existence d'un troisième édifice à l'Est de La Réunion, communément appelé le Volcan des Alizés.

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Deveaud, Sarah. "Caractérisation de la mise en place des champs de pegmatites à éléments rares de type LCT : exemples représentatifs de la chaîne Varisque." Thesis, Orléans, 2015. http://www.theses.fr/2015ORLE2049/document.

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Abstract:

Les pegmatites à éléments rares de type LCT sont depuis longtemps étudiées et exploitées pour leurs gemmes et les métaux rares qu’elles contiennent. Malgré de nombreuses études réalisées sur les processus d’enrichissement en éléments rares, ou les mécanismes à l’origine de leurs textures, très peu d’études ont été dédiées aux mécanismes de mise en place des pegmatites et à leur répartition spatiale à l’échelle du champ. Afin de déterminer les mécanismes moteurs à l’origine de l’ascension de ces magmas, une étude multidisciplinaire a été menée sur 3 champs de pegmatites à éléments rares, répartis à l’échelle de la chaîne Varisque. Les résultats démontrent la proximité entre la localisation des pegmatites minéralisées et l’intensité de la déformation encaissante. De plus, la mise en place de ces magmas semble facilitée par un certain mode de fracturation. La modélisation numérique de la mise en place des magmas dans ces zones crustales fragilisées indique que l’ascension est facilitée par leurs faibles viscosité et densité, mais aussi par des perméabilités crustales très élevées (> 10⁻¹² m²), à des profondeurs de l’ordre de 10 km. Enfin, d’après les signatures isotopiques du Li mesurées sur des micas pegmatitiques, le lithium ne fractionne pas depuis le granite voisin, jusqu’aux pegmatites les plus différenciées, puisque les valeurs δ⁷Li (‰) sont toutes comprises dans une gamme de - 2 à + 2 ‰, similaire à celle rencontrée dans les granites orogéniques. Nous suggérons donc que la genèse des magmas pegmatitiques est commune à celle des granites hyperalumineux. Les mécanismes de fracturation et d’attraction (« magma-pumping ») sont envisagés pour avoir favorisé l’ascension de ces magmas résiduels, enrichis en éléments rares, de faibles volumes, au cours de transitions brutales et de courtes durées (~ 10³ ans), de la perméabilité. L’ensemble de ces résultats permet de remettre en question le modèle du granite parent classiquement utilisé pour la prospection de ces gisements, et de proposer un modèle revisité couplant la genèse et la mise en place de ces magmas
LCT-type rare-element pegmatites have long been studied and exploited for their gems and rare metals they contain. Despite many studies about the rare-element enrichment, or about the mechanisms leading their exotic textures, very few studies have been dedicated to the mechanisms controlling their emplacement and their spatial distribution at the scale of the pegmatite field. To better investigate the origin of ascent-driving mechanisms of these magmas, a multidisciplinary study was conducted on 3 rare-element pegmatite fields across the Variscan belt. The results demonstrate the spatial proximity of the rare-metals-rich pegmatites with the intensity of deformation of the hosting rocks. In addition, spatial statistical analyses suggest that the emplacement of such magmas has been facilitated by fracture-controlled model. According to numerical models, the rise of these pegmatite-forming melts along weakened crustal zones would be facilitated by their peculiar physico-chemical properties (low viscosity and density), but also by very high crustal permeability (> 10⁻¹² m²) at depths around 10 km. Finally, accordingly to Li isotope signatures measured on pegmatitic micas, lithium does not fractionate from neighbouring granite up to the more differentiated pegmatites, since all δ⁷Li (‰) fall within a range of - 2 to + 2 ‰, as for orogenic granites. Therefore, we suggest that the genesis these pegmatite-forming melts is common to that of peraluminous granites. Mechanisms of fracturation and magma-pumping may have favoured the rise of these low volumes of residual melts, enriched in rare-elements, during short periods (~ 10³ yrs) of strong permeability increase. These results question the granitic model commonly used for the exploration of this type of mineral deposits. We suggest a revisited model accounting for both genesis and emplacement controlling mechanisms of the pegmatite-forming melts

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Jouini, Anis. "Étude thermodynamique des systèmes : MIPO3-Y(PO3)3 (MI = Li, K et Cs) : Synthèse et détermination structurale de PrP3O9.3H2O, Pr(PO3)3 et NaLnP2O7 Propriétés optiques de Pr3+ et Nd3+ dans LnP3O9.3H2O, Ln(PO3)3 et NaLnP2O7 (Ln=Pr, Nd)." Lyon 1, 2004. http://www.theses.fr/2004LYO10028.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude des propriétés physico-chimiques de phosphates condensés de terres rares. Il est divisé en quatre parties principales. La première partie est consacrée à la synthèse de nouveaux cristaux de cyclotri-, poly- et diphosphates de terres rares et à leur caractérisation par diffraction des rayons X, spectroscopie d'absorption infrarouge et spectroscopie de diffusion Raman. La deuxième partie concerne l'étude thermodynamique des diagrammes d'équilibre solide-liquide des systèmes binaires MIPO3-Y(PO3)3 (MI = Li, K et Cs). Un modèle semi-empirique mis au point pour les systèmes d'ordre n de type eau-sels a été appliqué avec succès à des systèmes sel-sel de type MIPO3-Y(PO3)3 (MI = Li, K). Les grandeurs thermodynamiques caractéristiques de la fusion ont été calculées pour les phases solides dont les courbes de liquidus ont été reproduites de façon satisfaisante. La variation de l'enthalpie molaire de mélange dans le cas du système CsPO3-Y(PO3)3 a été mesurée en fonction de la fraction molaire de Y(PO3)3 à haute température (1188 et 1298 K) et à pression atmosphérique. L'étude structurale des quatre composés PrP3O9. 3H2O, Pr(PO3)3 et NaLnP2O7 (Ln = Pr, Nd) fait l'objet de la troisième partie. La dernière partie concerne les propriétés optiques des ions Pr3+ et Nd3+ dans les composés LnP3O9. 3H2O, Ln(PO3)3 et NaLnP2O7 (Ln = Pr, Nd). Les transitions 4f2 → 4f2 de l'ion Pr3+ donnent lieu à des émissions de fluorescence relativement intenses dans les composés anhydres. Les durées de vie de ces émissions à température ambiante sont très brèves, inférieures à 30 ns. Elles présentent un allongement significatif lors d'un abaissement de la température de 300 à 6 K. Sous excitation à l'aide d'une source de rayons X, les phosphates de praséodyme anhydres présentent des émissions ultraviolettes très intenses associées aux transitions 4f15d1→4f2 permises à l'ordre dipolaire électrique et caractérisées par des déclins de fluorescence très rapides, de l'ordre de quelques ns. Ce résultat a été confirmé par des mesures sous excitation par rayonnement synchrotron pour Pr(PO3)3. Une étude comparative des déclins des émissions 4f3 → 4f3 de l'ion Nd3+ dans des échantillons polycristallins de formule La1-xNdxP3O9. 3H2O et La1-xNdx(PO3)3 a été effectuée, afin de mettre en évidence le rôle des molécules d'eau dans le processus d'extinction de la luminescence

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Ayache, Mohamed. "Modélisation d’éléments traces (T, 3He, Nd, 14C) en mer Méditerranée pour l’étude des cycles biogéochimiques et de la circulation océanique." Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV138.

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Abstract:

Dans cette thèse nous avons simulé la distribution d’éléments traces en Méditerranée, dans le but de mieux contraindre la circulation thermohaline et les cycles biogéochimiques. Pour cela, nous avons utilisé le modèle dynamique à haute résolution NEMO-MED12 couplé avec le modèle de biogéochimie marine PISCES.La Méditerranée offre un cadre particulièrement attrayant pour l’étude des traceurs géochimiques. Il s’agit d’une mer semi-fermée, ce qui permet de mieux contraindre les différentes sources et puits des éléments (poussières atmosphériques, fleuves …). Plus particulièrement, nous avons modélisé le tritium (3H), traceur transitoire couramment utilisé pour l’étude de la variabilité interannuelle de la circulation thermohaline. Nous avons aussi simulé les isotopes de l’hélium (3He, 4He), traceurs conservatifs injectés par l’activité volcanique sous-marine et les sédiments, pour contraindre la circulation profonde. Nous nous sommes intéressés également à la composition isotopique du Néodyme (Nd), traceur permettant d’étudier les échanges de matière avec les marges continentales, ainsi qu’à la modélisation du radiocarbone (14C), qui permet d’avoir des informations uniques sur les variations de la circulation thermohaline et des processus de mélange sur les périodes récentes et passées.Cette ensemble de simulations nouvelles et la confrontation avec des observations récentes d’éléments traces issues de différents programmes d’observation (GEOTRACES, METEOR, PALEOMEX), a apporté une expertise nouvelle et supplémentaire sur la dynamique et les cycles biogéochimique en mer Méditerranée. Ce travail contribue à améliorer le modèle régional NEMO/Med12/PISCES développé pour ce bassin, apporte une expertise essentielle pour développer notre aptitude à prévoir l’évolution future de ce bassin sous la pression du changement anthropique
Useful diagnostics of the ventilation of the ocean’s interior are derived from geochemical tracers characterized by simple boundary conditions at the ocean’s surface, and a conservative behavior in marine waters. In this thesis, we simulated explicitly some trace elements distribution in the Mediterranean to better constrain the thermohaline circulation and biogeochemical cycles. We used a high resolution physical/biogeochemical model NEMO-MED12-PISCES.The Mediterranean offers a particularly attractive setting for studying geochemical tracers. It’s a semi-enclosed basin, which makes it easier to quantify the various sources and sinks of the elements (atmospheric dust, rivers ...). In particular, we modeled tritium (3H), a transient tracer currently used for the study of the interannual variability of the thermohaline circulation. We also simulated helium isotopes (3He, 4He), useful tracers for investigating the deep ocean circulation.We have simulated the isotopic composition of neodymium (Nd), tracer adapted to investigate the exchanges between dissolved/particulate phases, with the continental margins, and to constrain the modern and paleo thermohaline circulation, as well as radiocarbon (14C), an ideal tracer for studying air-sea gas exchange and for assessing the ventilation rate of the deep water masses over very long timescales.This study is part of the work carried out to assess the robustness of the NEMO-MED12 model, which will be used to study the evolution of the climate and its effect on the biogeochemical cycles in the Mediterranean Sea, and to improve our ability to predict the future evolution of the Mediterranean Sea under the increasing anthropogenic pressure

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Smietana, Magali. "Pétrologie, géochronologie (K-Ar) et géochimie élémentaire et isotopique (Sr, Nd, Hf, Pb) de laves anciennes de la Réunion : Implications sur la construction de l’édifice volcanique." Thesis, La Réunion, 2011. http://www.theses.fr/2011LARE0012/document.

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Abstract:

Le système volcanique de La Réunion est formé de la coalescence des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise. Son édification, liée à l’activité d’un panache mantellique, est caractérisée par une phase de croissance sous-marine, puis subaérienne, suivie d’une période de dégénérescence, comme proposé classiquement pour les volcans boucliers océaniques d’Hawaii. De précédentes études ont montré que l’activité subaérienne de La Réunion aurait débuté il y a environ 2,2 Ma. Les analyses géochimiques menées jusqu’alors sur les produits associés à cette activité volcanique (subaérienne et sous-marine) ont montré un caractère chimique transitionnel avec une composition isotopique (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd et 176Hf/177Hf) particulièrement homogène pour un volcanisme de point chaud. Dans cette étude, nous montrons que des laves sous-marines récemment identifiées sous la série basique du Piton de la Fournaise (au sein de la sur Rift Zone Nord-Est) ainsi que des laves subaériennes affleurant à la base de canyons incisés dans le massif (Série Différenciée de la Rivière des Remparts), présentent des caractéristiques ne s’inscrivant pas dans le modèle d’évolution proposé précédemment pour ce volcan. Se pose donc la question de la nature et de l’origine de ces laves, ainsi que de leur place et appartenance dans l’édification du système volcanique réunionnais. De nouvelles investigations pétro-géochimiques et géochronologiques ont été menées sur la partie sous-marine de l’édifice de La Réunion. Elles révèlent l’existence d’un groupe de laves exceptionnel. Leur composition se distingue clairement de celle des échantillons communément analysés à La Réunion et montre (1) un enrichissement en éléments incompatibles couplé isotopiquement à (2) un rapprochement vers un pôle mantellique enrichi de type EM. Ces particularités géochimiques démontrent que le panache mantellique possède (1) une source hétérogène affectée par (2) des taux de fusion variables. De plus, deux échantillons de ce nouveau groupe datés à 3,77 (0,08) et à 3,34 (0,07) Ma étendent considérablement la période d’activité connue de l’édifice. Ces âges remarquables font de ces laves les plus anciennes jamais datées à La Réunion. La nature géochimique ainsi que la position stratigraphique des laves de cette étude (échantillons subaériens et sous-marins des massifs du Piton des Neiges et du Piton de la Fournaise) impliquent une réinterprétation du schéma d’évolution global de l’île. Contrairement aux études précédentes, nos résultats sur ces laves montrent que : (1) Les laves différenciées de la Rivière des Remparts, qui sont des laves subaériennes, de part leur position stratigraphique et géographique sous-jacente au Piton de la Fournaise et par analogie avec le Piton des Neiges, ne peuvent être reliées à l’activité de la Fournaise, (2) Le signal isotopique du groupe de laves sous-marines de la Rift Zone Nord-Est de la Fournaise, révèlent l’hétérogénéité de la source du panache mantellique sous La Réunion, source que nous identifions comme des enclaves d’éclogite contenues dans une lherzolite à spinelle, (3) L’âge plus ancien de ces laves sous-marines et leur localisation sous le flanc Est de la Fournaise remet en questions le schéma jusqu’alors admis pour l’édification de l’île de La Réunion reposant sur la construction du Piton des Neiges puis celle, adjacente, du Piton de la Fournaise. En conséquence, nos données géochimiques et géochronologiques sont de nouveaux arguments en faveur de l’élaboration d’un modèle d’évolution plus complexe, suggérant l’existence d’un troisième massif volcanique. Il est en accord avec les précédents travaux de pétrologie et de géophysique suggérant l’existence d’un troisième édifice à l’Est de La Réunion, communément appelé le Volcan des Alizés
The volcanic system of La Reunion is made of the coalescent Piton des Neiges and Piton de la Fournaise edifices. Its formation, associated with the activity of a mantle plume, is characterized by phases of submarine and subaerial growth, followed by a period of destruction, as described in the classical model proposed for Hawaiian Island volcanoes. Previous studies showed that the subaerial activity of La Reunion would have started around 2.2 Ma ago. Geochemical analyses carried out on the products associated with subaerial and submarine volcanism revealed their transitional chemical nature and their peculiar homogeneous isotopic compositions (87Sr/86Sr, 143Nd/144Nd et 176Hf/177Hf) for a hotspot derived magmatism. In this study, we show that some unusual submarine lavas were recently identified below the basal series of Piton de la Fournaise volcano (dredged on the North-East Rift Zone of la Fournaise) and below the subaerial lavas outcropping at the base of the differentiated series of Rivière des Remparts, indicate that the evolution of La Reunion system is probably more complex than previously suggested. The question of the nature and origin of these lavas, together with their implication on the formation of La Reunion, is an issue of major interest in order to better constrain the global evolution of the volcanic system. As a consequence, new petrological, geochemical and geochronological investigations were conducted on the submarine part of La Reunion edifice. They revealed the existence of a geochemically exceptional group of lavas. Its composition is clearly different from common samples of La Reunion and presents (1) an enrichment in incompatible elements and (2) tends toward an enriched EM endmember. These chemical specificities reveal that the source of La Reunion magmatic products is (1) an heterogeneous source affected by (2) variable melting degrees. Moreover, two samples of this new group dated at 3.77 (0,08) and 3.34 (0,07) Ma extend considerably the period of activity of the island. These rocks are the oldest samples ever dated at La Reunion. The nature and stratigraphical location of subaerial and submarine samples from Piton des Neiges and Piton de la Fournaise imply a new interpretation of the global evolution of the island. Unlike previous studies, our results indicate that :(1) The differentiated subaerial lavas from Rivière des Remparts, due to their stratigraphical and geographical location underlying Piton de la Fournaise, and by analogy with the Piton des Neiges, cannot be linked to the activity of Piton de la Fournaise. (2) The isotope signature of the submarine lava group from the North-East Rift Zone of Piton de la Fournaise, reveals the heterogeneous character of the mantle source under La Reunion Island, that can be modelled as embedded eclogite in a matrix of spinel lherzolite, (3) The age of this submarine group and its location under the eastern flank of Piton de la Fournaise, imply a more complex model of evolution of La Reunion. Therefore, our geochemical and geochronological data are new arguments suggesting the existence of a third volcanic center on the island. This assumption confirms the previous petrological and geophysical evidence supporting the existence of this volcano at the East of La Reunion, commonly called Les Alizés volcano

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Le, Faouder Antoine. "Caractérisation géochimique (déséquilibres 230Th/238U, isotopes Sr, Nd et Pb, éléments en traces) du volcanisme de dorsale en contexte d'interaction point chaud dorsale : Cas des bassins marginaux du Sud Ouest Pacifique et de la dorsale Centrale Indienne." Brest, 2006. http://www.theses.fr/2006BRES2039.

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Abstract:

L'utilisation d’analyses précises des déséquilibres radioactifs (230Th/238U), en association avec les éléments en traces et les isotopes radiogéniques du Sr, du Nd et du Pb, permet la caractérisation et la compréhension des mécanismes d’interactions entre les points chauds et les dorsales. Ces interactions résultent du transfert de matière enrichie en éléments en traces et avec des rapports isotopiques radiogéniques depuis un point chaud jusqu'à la zone de fusion sous-jacente à une dorsale. Un tel transfert peut se produire via deux mécanismes : un transfert de manteau à l'état solide ou à l'état liquide. La dorsale Centrale Indienne et les multiples dorsales des bassins marginaux Nord Fidjien et Lau ont été étudiées ici pour caractériser ces éventuels transferts de matière. L'analyse des laves très récentes (<10Ka) des segments d'accrétions par la méthode des déséquilibres (230Th/238U) permet de caractériser la présence d'une interaction entre un point chaud et une dorsale. Cette étude est probablement la première à démontrer l'importance de cette méthode pour caractériser ce type d’interactions. Cette méthode permet à la fois de quantifier les mélanges et de caractériser les paramètres de fusion. De plus elle est la seule permettant d'apporter des contraintes physiques sur les mécanismes de transfert de matériel enrichi, indispensable à la compréhension du contexte géodynamique
Studying U series disequilibria in young lavas (<10kyr) is a powerful tool for understanding magma genesis and transfer such as time constraints of melt ascent or mantle porosity. Combined trace element geochemistry, isotope composition and U series data are able to indicate source heterogeneity due to the possible input of plume-derived enriched material. Input of additional mantle material can be carried out under two forms : melt or solid transport state. A major constrain to decipher between these two mechanisms is the duration of transport. Thus, U series disequilibria can provide information about the rate of the transfer process and therefore the transport mechanism of the process. The study presented here (on lavas from the North Fiji and Lau basins and the Central Indian Ridge) is probably one of the first to constrain ridge hotspot interaction using U series disequilibria and accentuates the peculiar interest of this method

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Janin, Myriam. "Le plateau Amsterdam-St. Paul : caractérisation du point chaud éponyme et évolution de son interaction avec la dorsale Sud-est Indienne." Brest, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592036.

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Abstract:

Le plateau Amsterdam-St. Paul (ASP) est issu de l’interaction entre le point chaud éponyme et la dorsale sud-est Indienne. Il est prolongé au nord-est par la chaîne des Poètes Disparus, une chaîne volcanique liée à l’activité intraplaque du point chaud, Leur étude révèle que la composition du point chaud nécessite la présence dans le manteau source de croûte océanique chargée de sédiments pélagiques recyclée via subduction il y a 1,5Ga. Le panache ASP s’exprime en surface de manière discontinue et à la faveur de zone de faiblesses. La construction de la chaîne est ainsi directement liée (1) aux pulses du panache et (2) à la déformation diffuse liée au mouvement des plaques Capricorne et Australie. Des datations K-Ar révèlent que cette chaîne de volcans est constituée de: (1) une ancienne génération datée à ~9Ma et constituée d’édifices imposants, ayant probablement eu une phase émergée et (2) une jeune génération, âgée de moins de 2Ma, et constituée d’édifices plus petits, formés suite à la migration de matériel issu du panache sous le plateau ASP. Le panache présente en outre un mouvement propre de l’ordre de 1-2 cm/an vers le sud-ouest. Les compositions élémentaires et isotopiques (Sr-Nd-Pb-Hf) des laves émises sur le plateau ASP sont très variables et révèlent que manteau sous-jacent est hétérogène. Il consiste en un manteau appauvri contaminé par des lambeaux de croûte continentale inférieure, composés de granulites à grenat et plagioclase, probablement délaminée pendant la fracturation du Gondwana. Les résultats de cette étude affermissent donc le modèle proposé de recyclage dans le manteau supérieur de granulites comme origine de l’anomalie DUPAL
The Amsterdam-St Paul plateau (ASP) is an oceanic plateau built from the interaction between ASP hotspot and the Southeast Indian ridge. P volcanic chain, called the chain of the dead Poets (CDP), lies to its northward and related to the hotspot intraplate activity. Their study reveals that ASP plume composition comes from oceanic crust and pelagic sediments recycled in the mantle through a 1,5Ga subduction process, ASP plume activity is pulsatile and occurs preferentially on weakness zones. The CDP construction results thus from (1) the plume pulses and (2) the diffuse divergent boundary between the Capricorn and Australian plates. K-Ar datings reveal that this volcanic chain is made of two generations of seamounts: (1) an old one, of about 9Ma and made of large edifices which had probably a sub-aerial period and (2) a young one, younger than 2Ma, and made of small edifices related to some pounded plume pulse material. In addition, ASP plume has an own motion of about 1-2 cm/yr to the south-west. The ASP plateau lavas compositions (major and trace elements and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes) show en important variability and reveal that the underlying mantle is heterogeneous. It is made of a depleted mantle with lower continental crust strips in the form of garnet-plagioclase granulites, probably delaminated during the Gondwana breakup. The lower continental crust s one of the hypotheses for DUPAL anomaly origin and our data support this assumption

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Dubois-Dauphin, Quentin. "Restitution de l’hydrologie de l’Atlantique Nord-Est et de la Méditerranée occidentale depuis la dernière période glaciaire à partir de la composition isotopique du néodyme mesurée dans l’eau de mer et les coraux d’eau froide." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS114/document.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’apporter de nouvelles contraintes sur l’hydrologie de l’Atlantique Nord-Est et de la Méditerranée occidentale depuis la dernière période glaciaire à partir de l’analyse de la composition isotopique du Nd (εNd) dans des échantillons d’eau de mer ainsi que des coraux profonds et des foraminifères, prélevés dans des carottes sédimentaires marines. Les changements de l’hydrologie des masses d’eau intermédiaire (LIW, MSW, AAIW et masses d’eau intermédiaire des gyres subtropical et subpolaire) ont été plus particulièrement étudiés car leur rôle sur les transferts de sels en Atlantique Nord et in fine sur l’AMOC est actuellement mal contraint. Ce travail a été mené au cours des périodes de changements hydrologiques majeurs et abrupts de l’océan qui se sont produits lors des variations climatiques rapides de la dernière période glaciaire (événements d’Heinrich et cycles de Dansgaard-Oeschger) et lors du dépôt du Sapropel S1 en Méditerranée orientale. Dans un premier volet, nous avons amélioré la couverture spatiale des valeurs d’εNd des masses d’eau de l’Atlantique Nord-Est et de la mer d’Alboran, préalable indispensable pour restituer l’hydrologie passée de ces régions avec le traceur εNd. Nous avons ensuite mis en évidence un changement majeur du schéma de circulation de la Méditerranée occidentale durant la période de dépôt du sapropel S1, marquée par une forte réduction des masses d’eau de la Méditerranée orientale (LIW) au sud de la Sardaigne au profit de celles provenant du Golfe du Lion (WIW). Ce changement hydrologique ainsi que ceux qui s’opèrent en Méditerranée depuis la dernière période glaciaire ne sont pas associés à de fortes modifications des valeurs d’εNd de la LIW de la mer d’Alboran et de la mer des Baléares, suggérant une stabilité de la signature isotopique en Nd de la MOW au cours du temps. Ceci a permis, à partir d’un enregistrement d’εNd obtenus sur des coraux profonds du Golfe de Cadix, de mettre en évidence une contribution plus importante de l’AAIW plus radiogénique et donc une pénétration plus marquée en Atlantique Nord de cette masse d’eau lors des périodes de fortes réductions de l’AMOC, liées à la déstabilisation des calottes de glace de l’Hémisphère Nord
: The purpose of this thesis is to constrain the hydrology of the North-East Atlantic and western Mediterranean Sea since the last glacial period from neodymium isotopic composition (εNd) measured on seawater, cold water corals and foraminifera. In particular, hydrological changes of intermediate water masses (LIW, AAIW, MSW, mid-subtropical and subpolar gyre water) have been studied as their role on salt budget in North Atlantic and ultimately on AMOC are currently poorly constrained. This work has been conducted at times of major and abrupt hydrological changes that occurred during rapid climatic variations of the last glacial period (Heinrich and Dansgaard-Oeschger events) and during the last sapropel deposit (S1) in eastern Mediterranean Sea. In a first step, we have improved the spatial distribution of water masses εNd values in North-east Atlantic and Alboran Sea, what is an absolute prerequisite in order to track past hydrological changes in these areas with εNd proxy. Next, we have highlighted a major change of the western Mediterranean circulation pattern during the sapropel S1 deposit, which is marked south of Sardinia by a strong reduction of eastern-sourced water masses (LIW) in favor of western-sourced water masses (WIW). This hydrological change as well as those occurring in Mediterranean Sea since the last glacial period was not associated with strong modifications of εNd values in Alboran and Balearic Sea, suggesting a stability of Nd isotopic signature of MOW over the time. This has highlighted, from an εNd record obtained on cold water corals in the Gulf of Cadiz, an enhanced contribution of more radiogenic AAIW and therefore a stronger northward penetration in North Atlantic at times of reduced AMOC linked to iceberg discharges from Northern Hemisphere ice sheets

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Ayache, Mohamed. "Modélisation d’éléments traces (T, 3He, Nd, 14C) en mer Méditerranée pour l’étude des cycles biogéochimiques et de la circulation océanique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV138/document.

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Abstract:

Dans cette thèse nous avons simulé la distribution d’éléments traces en Méditerranée, dans le but de mieux contraindre la circulation thermohaline et les cycles biogéochimiques. Pour cela, nous avons utilisé le modèle dynamique à haute résolution NEMO-MED12 couplé avec le modèle de biogéochimie marine PISCES.La Méditerranée offre un cadre particulièrement attrayant pour l’étude des traceurs géochimiques. Il s’agit d’une mer semi-fermée, ce qui permet de mieux contraindre les différentes sources et puits des éléments (poussières atmosphériques, fleuves …). Plus particulièrement, nous avons modélisé le tritium (3H), traceur transitoire couramment utilisé pour l’étude de la variabilité interannuelle de la circulation thermohaline. Nous avons aussi simulé les isotopes de l’hélium (3He, 4He), traceurs conservatifs injectés par l’activité volcanique sous-marine et les sédiments, pour contraindre la circulation profonde. Nous nous sommes intéressés également à la composition isotopique du Néodyme (Nd), traceur permettant d’étudier les échanges de matière avec les marges continentales, ainsi qu’à la modélisation du radiocarbone (14C), qui permet d’avoir des informations uniques sur les variations de la circulation thermohaline et des processus de mélange sur les périodes récentes et passées.Cette ensemble de simulations nouvelles et la confrontation avec des observations récentes d’éléments traces issues de différents programmes d’observation (GEOTRACES, METEOR, PALEOMEX), a apporté une expertise nouvelle et supplémentaire sur la dynamique et les cycles biogéochimique en mer Méditerranée. Ce travail contribue à améliorer le modèle régional NEMO/Med12/PISCES développé pour ce bassin, apporte une expertise essentielle pour développer notre aptitude à prévoir l’évolution future de ce bassin sous la pression du changement anthropique
Useful diagnostics of the ventilation of the ocean’s interior are derived from geochemical tracers characterized by simple boundary conditions at the ocean’s surface, and a conservative behavior in marine waters. In this thesis, we simulated explicitly some trace elements distribution in the Mediterranean to better constrain the thermohaline circulation and biogeochemical cycles. We used a high resolution physical/biogeochemical model NEMO-MED12-PISCES.The Mediterranean offers a particularly attractive setting for studying geochemical tracers. It’s a semi-enclosed basin, which makes it easier to quantify the various sources and sinks of the elements (atmospheric dust, rivers ...). In particular, we modeled tritium (3H), a transient tracer currently used for the study of the interannual variability of the thermohaline circulation. We also simulated helium isotopes (3He, 4He), useful tracers for investigating the deep ocean circulation.We have simulated the isotopic composition of neodymium (Nd), tracer adapted to investigate the exchanges between dissolved/particulate phases, with the continental margins, and to constrain the modern and paleo thermohaline circulation, as well as radiocarbon (14C), an ideal tracer for studying air-sea gas exchange and for assessing the ventilation rate of the deep water masses over very long timescales.This study is part of the work carried out to assess the robustness of the NEMO-MED12 model, which will be used to study the evolution of the climate and its effect on the biogeochemical cycles in the Mediterranean Sea, and to improve our ability to predict the future evolution of the Mediterranean Sea under the increasing anthropogenic pressure

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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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Janin, Myriam. "Le plateau d'Amsterdam-St Paul : Caractérisation du point chaud éponyme et évolution de son interaction avec la dorsale Sud-est indienne." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00592036.

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Abstract:

Le plateau Amsterdam-St. Paul (ASP) est un plateau océanique issu de l'interaction entre le point chaud éponyme et la dorsale sud-est Indienne. Il est prolongé au nord-est par la chaîne des Poètes Disparus (CDP pour Chain of the Dead Poets), une chaine volcanique liée à l'activité intraplaque du point chaud. L'étude du plateau et de la chaîne révèle que la composition du point chaud ASP nécessite la présence dans le manteau source de croute océanique chargée de sédiments pélagiques recyclée via subduction il y a 1,5Ga. Le panache ASP s'exprime en surface de manière discontinue, par le biais de pulses, et à la faveur de zone de faiblesses telles que les dorsales, les zones de fractures et les zones de déformation diffuse. De ce fait, la construction de la chaîne est directement liée (1) aux pulses du panache et (2) à la déformation diffuse engendrée par le mouvement des plaques Capricorne et Australie. Des datations K-Ar révèlent que cette chaine est constituée de deux générations de volcans : (1) une ancienne génération datée à ~9Ma et constituée d'édifices de taille importante, ayant probablement eu une phase émergée et (2) une jeune génération, âgée de moins de 2Ma, et constituée d'édifices plus petits, formés par la migration de matériel issu du panache sous le plateau ASP lors du dernier pulse et à l'épanchement en surface à la faveur de zones de faiblesse. L'orientation de la chaîne et des édifices qui la composent indique que le maximum de divergence entre les plaques Capricorne et Australie se produit selon une orientation N155°. En outre, le panache présente un mouvement propre de l'ordre de 1-2 cm/an vers le sud-ouest qui a contribué à son rapprochement de la dorsale. Ce mouvement à l'encontre des flux asthénosphériques implique un ancrage du panache, confirmant son origine profonde. Les compositions élémentaires et isotopiques (Sr-Nd-Pb-Hf) des laves émises sur le plateau ASP révèlent l'interaction entre le panache, le manteau supérieur Indien et l'influence de l'anomalie DUPAL. Le manteau supérieur Indien sous le plateau ASP est hétérogène et consiste en un manteau appauvri contaminé par des lambeaux de croute continentale inférieure, composés de granulites à grenat et plagioclase, probablement délaminée pendant la fracturation du méga-continent Gondwana. Les résultats de cette étude affermissent donc le modèle proposé de recyclage dans le manteau supérieur de granulites comme origine de l'anomalie DUPAL. La présence de ces trois pôles (point chaud, manteau supérieur et croute continentale inférieure), ainsi que leurs mélanges en proportions variables, entrainent une grande variabilité de compositions dans les laves du plateau. L'apparente homogénéité de l'île d'Amsterdam, l'un des sommets émergés du plateau, se révèle donc être un biais lié à la présence de réservoirs magmatiques intermédiaires dans sa structure.

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Duhamel, Maxence. "Restitution des changements de l’hydrologie des masses d’eaux intermédiaires et profondes de la Méditerranée au cours des derniers 145 ka à partir de la mesure de la composition isotopique du Nd de foraminifères Variations in eastern Mediterranean hydrology during the last climatic cycle as inferred from neodymium isotopes in foraminifera Changes in the intermediate water masses of the Mediterranean Sea during the last climatic cycle - new constraints from neodymium isotopes in foraminifera." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS120.

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Abstract:

Cette thèse vise à faire progresser notre connaissance de l’hydrologie des masses d’eaux intermédiaires et profondes de la Méditerranée au cours du dernier cycle climatique (derniers 145 ka), et de contraindre les modèles de circulation océanique ayant permis les dépôts de niveaux riches en matière organique (ORL et sapropèles). La composition isotopique en Nd (εNd) d’échantillons de foraminifères de carottes localisées à des bathymétries intermédiaires et profondes de la mer Tyrrhénienne, de l’Adriatique, de la mer Ionienne et du bassin Levantin ont été analysées. Ce travail a permis de mettre en évidence que les eaux intermédiaires et profondes de la Méditerranée Orientale sont systématiquement plus radiogéniques durant les périodes glaciaires que durant les interglaciaires. Nous avons démontré que ces changements ne peuvent pas être attribuée entièrement aux variations des apports éoliens et fluviatiles du Nord de l’Afrique mais à d’importantes modifications dans la quantité d’eau Atlantique (AW) pénétrant en Méditerranéen. Les périodes de bas niveaux marins glaciaire sont associées à une réduction des flux d’eau Atlantique à travers les détroits de Gibraltar et Siculo-tunisien en induisant des masses d’eau profonde plus radiogéniques en Méditerranée orientale. Surimposées à ces fluctuations glaciaires-interglaciaires, les périodes humides Africaines et de dépôts de sapropèles sont systématiquement caractérisées par des valeurs εNd plus radiogéniques. Cela a été attribué à l’arrêt de la convection profonde des eaux moins radiogéniques de surface associée à une augmentation du temps de contact des masses d’eaux profondes avec les sédiments radiogéniques des marges continentales du bassin Levantin. Nos résultats mettent en évidence durant les terminaisons I et II une augmentation de la contribution d’eau moins salées d’origine Nord Atlantique (MAW) d’environ 55 % pouvant avoir pré-conditionné la Méditerranée orientale plusieurs milliers d’année avant le dépôt des sapropels S1 et S5.La comparaison des enregistrements d’εNd obtenus dans les bassins Orientale et Occidentale sur le dernier cycle climatique montre un gradient d’εNd plus fort entre les deux bassins aux profondeurs intermédiaires et profondes durant les stades glaciaires. Cela est cohérent avec un échange d’eau plus faible de part et d’autre du détroit Siculo-tunisien durant les périodes de bas niveau marin glaciaire. Durant les hauts niveaux marins des périodes les interglaciaires les échanges d’eau sont au contraires plus forts entre les deux bassins induisant un transfert à la mer Tyrrhénienne des variations de la composition isotopique en Nd observée en Méditerranée orientale. Ainsi, les périodes humides africaines induisant une stratification des masses d’eaux et les dépôts de sapropèles à l’est, sont associées à des signatures d’eaux plus radiogéniques qui sont alors transportées par la LIW en Mer Tyrrhénienne. Surimposé à ces variations orbitales, des variations rapides de l’εNd ont pu être mises en évidence dans le chenal de Corse. Chaque événements froids des hautes latitudes de l’hémisphère Nord (Younger Dryas et événements de Heinrich) se caractérisent par une LIW plus radiogénique dans la mer Tyrrhénienne impliquant une réduction de la formation d’eau intermédiaire dans le Golfe du Lion (lié à de plus forts apports d’eaux douces depuis l’Atlantique lors des événements de Heinrich) et/ou une production plus importante de LIW en Méditerranée orientale (lié à un refroidissement de la surface du Nord de la Méditerranée lors des événements de Heinrich)
This thesis aims to advance our knowledge of the hydrology of the intermediate and deep water masses of the Mediterranean during the last climatic cycle (last 145 ka), and to constrain the ocean circulation models that allowed the deposition of organic matter-rich sediments (ENT and sapropels). The Nd isotopic composition (εNd) of foraminifera samples in cores located at intermediate and deep bathymetries of the Tyrrhenian Sea, the Adriatic Sea, the Ionian Sea and the Levantine Basin were analyzed. This work allowed to highlight that the intermediate and deep waters of the Eastern Mediterranean are systematically more radiogenic during the glacial stadiums than during the interglacials. We have shown that these changes cannot be entirely attributed to variations in dust and river inputs from northern Africa but to significant changes in the amount of Atlantic (AW) water entering the Mediterranean. Periods of low sea ice levels are associated with a reduction in Atlantic water flows through the straits of Gibraltar and Siculo-Tunisia by inducing more radiogenic deep-water masses in the eastern Mediterranean. Superimposed on these glacial-interglacial fluctuations, African humid periods and sapropel deposits are systematically characterized by more radiogenic εNd values. This has been attributed to the cessation of deep convection of less radiogenic surface water associated with an increase in the contact time of deep-water bodies with radiogenic sediments from the continental margins of the Levantine basin. Our results highlight during terminations I and II an increase in the contribution of less salty water of North Atlantic origin (MAW) of around 55% which may have pre-conditioned the eastern Mediterranean several thousand years before the deposit S1 and S5 sapropels. A comparison of the εNd recordings obtained in the Eastern and Western basins over the last climate cycle shows a stronger gradient of εNd between the two basins at intermediate and deep depths during the glacial stadiums. This is consistent with a weaker water exchange across the Siculo-Tunisian Strait during periods of low sea ice. On the contrary, during the high sea levels of the interglacial periods, water exchanges are stronger between the two basins, inducing a transfer to the Tyrrhenian Sea of variations in the isotopic composition of Nd observed in the eastern Mediterranean. Thus, the African wet periods inducing a stratification of the water masses and the deposits of sapropels in the east, are associated with signatures of more radiogenic waters which are then transported by the LIW in the Tyrrhenian Sea. Superimposed on these orbital variations, rapid variations in εNd could be highlighted in the Corsica channel. Each cold event in the high latitudes of the Northern Hemisphere (Younger Dryas and Heinrich events) is characterized by a more radiogenic LIW in the Tyrrhenian Sea involving a reduction in the formation of intermediate water in the Gulf of Lion (linked to more strong freshwater inflows from the Atlantic during the Heinrich events) and / or a greater production of LIW in the eastern Mediterranean (linked to a cooling of the northern Mediterranean surface during the Heinrich events)

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Carpentier, Marion. "Composition chimique des sédiments entrant dans la zone de subduction des Petites Antilles." Phd thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00187335.

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Abstract:

Les laves provenant de l'arc des Petites Antilles sont caractérisées par une grande variabilité chimique et leurs compositions isotopiques suggèrent une contribution variable de matériel crustal ancien dans leur genèse. L'arc des Petites Antilles est également caractérisé par une zonation chimique nord-sud, les laves des îles du sud présentant généralement des signatures isotopiques crustales plus fortes que celles des îles du nord. Nous avons tenté dans cette étude d'établir s'il existe des variations de la composition chimique des sédiments entrant en subduction le long de l'arc, et si d'éventuels changements de leur composition peuvent expliquer les variations chimiques observées au sein des laves. Pour ce faire, nous avons réalisé une étude géochimique approfondie (majeurs, traces, isotopes du Sr, du Nd, de l'Hf et du Pb) du flux sédimentaire potentiellement entrant dans la zone de subduction à différentes latitudes. L'échantillonnage comprend des sédiments forés au niveau des sites 543 (nord de l'arc) et 144 (extrême sud de l'arc) lors des campagnes DSDP 78A et 14 respectivement, et des sédiments provenant de l'île de la Barbade (sud de l'arc).
Les échantillons présentent une grande hétérogénéité lithologique correspondant globalement à un mélange en proportion variable entre une composante détritique et une composante biogénique (siliceuse ou carbonatée). De plus, au niveau du site 144, des niveaux très riches en matière organique (black shales) datant du Cénomanien supérieur au Santonien (~ 95 à 84 Ma) ont été forés. Ces formations correspondent à l'enregistrement des Oceanic Anoxic Events 2 et 3. Nous avons montré que la « dilution » variable de la fraction détritique par la composante biogénique est le facteur qui contrôle largement les variations de concentrations en éléments traces observées. De plus, nous avons révélé un enrichissement en U extrêmement important au sein des black shales du site 144. Les signatures isotopiques de l'Hf, du Nd et du Pb sont dominées par la composante détritique, alors que celle du Sr, dans le cas d'échantillons riches en carbonates est dominée par celle de l'eau de mer. Les sédiments des trois sites présentent des compositions isotopiques du Pb fortement radiogéniques par rapports aux sédiments océaniques « classiques », que nous avons associées à une forte contribution de matériel issu de l'altération des cratons guyanais et brésilien dans la composante détritique. De plus, la décroissance radioactive de l'U dans les black shales du site 144 a généré des rapports 206-207Pb/204Pb extrêmement radiogéniques.
Un mélange entre le manteau appauvri et les sédiments du site 543 reproduit les compositions isotopiques des laves de la partie nord de l'arc. Pour la partie sud de l'arc un mélange entre les sédiments les plus radiogéniques en Pb du site 144 et le manteau appauvri explique les compositions des laves des îles de la Martinique à Grenade. Une contribution croissante des black shales du nord vers le sud est nécessaire, et est de plus en accord avec l'augmentation du nord vers le sud de l'âge du plancher océanique subduit. Enfin, quelques sédiments de l'île de la Barbade présentent certaines caractéristiques compatibles avec leur implication dans la genèse des laves de la partie sud de l'arc.

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Labou, Ibrahima. "Les complexes mafiques et ultramafiques birimiens de la ceinture de Mako (Sénégal oriental) témoins d'une évolution d'un domaine intra-océanique vers un domaine d'arc insulaire." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30306.

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Abstract:

Les données isotopiques et en éléments en traces sur roches et minéraux de la région de Mako au Sénégal, mettent en évidence l'existence au sein de la croûte birimienne de roches magmatiques diversement différenciées (de cumulats ultramafiques à rhyolite) provenant de trois sources magmatiques parfaitement identifiées : une source déprimée plus juvénile à l'origine de la lignée tholéiitique 1 ; une source faiblement enrichie à l'origine de la lignée tholéiitique 2 et une source très enrichie dont est issue la lignée calco-alcaline. On peut ainsi proposer pour le groupe de Mako l'évolution géodynamique suivante : i) ouverture d'un océan entrainant la mise en place des roches de la lignée tholéiitique 1 au niveau d'une dorsale océanique, ces dernières ayant des caractéristiques proches des MORB ; ii) subduction intra-océanique induisant un magmatisme conduisant à la formation d'un arc insulaire immature qui se caractérise par un magmatisme tholéiitique dont les roches de la lignée tholéiitique 2 seraient les témoins ; iii) maturation de l'arc insulaire et mise en place des roches de la lignée calco-alcaline liée à l'enfoncement de la plaque plongeante et à l'épaississement de la partie crustale de l'arc
The isotopic and trace element data on rocks and minerals in the Birimian Mako region of Senegal reveal the existence of variously differentiated magmatic rocks (from ultramafic to rhyolite cumulates) from three perfectly identified magmatic sources: a more juvenile depleted source at the origin of the tholeiitic series 1; a weakly enriched source at the origin of the tholeiitic series 2 and a highly enriched source from which the calc-alkaline series originates. We can thus propose for the Mako group the following geodynamic evolution: i) opening of an ocean resulting in the emplacement of the rocks of the tholeiitic series 1 in the setting of an oceanic ridge, the rocks having characteristics close to the MORB ; ii) intra-oceanic subduction inducing magmatism leading to the formation of an immature insular arc which is characterized by a tholeiitic magmatism represented by the tholeiitic series 2; iii) Maturation of the insular arc and emplacement of rocks of the calc-alkaline series related to the subduction of the plate and thickening of the crustal portion of the arc

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Carpentier, Marion. "Composition chimique des sédiments entrant dans la zone de subduction des Petites Antilles." Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10153.

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Abstract:

Les laves provenant de l’arc des Petites Antilles sont caractérisées par une grande variabilité chimique et leurs compositions isotopiques suggèrent une contribution variable de matériel crustal ancien dans leur genèse. L’arc des Petites Antilles est également caractérisé par une zonation chimique nord-sud, les laves des îles du sud présentant généralement des signatures isotopiques crustales plus fortes que celles des îles du nord. Nous avons tenté dans cette étude d’établir s’il existe des variations de la composition chimique des sédiments entrant en subduction le long de l’arc, et si d’éventuels changements de leur composition peuvent expliquer les variations chimiques observées au sein des laves. Pour ce faire, nous avons réalisé une étude géochimique approfondie (majeurs, traces, isotopes du Sr, du Nd, de l’Hf et du Pb) du flux sédimentaire potentiellement entrant dans la zone de subduction à différentes latitudes. L’échantillonnage comprend des sédiments forés au niveau des sites 543 (nord de l’arc) et 144 (extrême sud de l’arc) lors des campagnes DSDP 78A et 14 respectivement, et des sédiments provenant de l’île de la Barbade (sud de l’arc). Les échantillons présentent une grande hétérogénéité lithologique correspondant globalement à un mélange en proportion variable entre une composante détritique et une composante biogénique (siliceuse ou carbonatée). De plus, au niveau du site 144, des niveaux très riches en matière organique (black shales) datant du Cénomanien supérieur au Santonien (~ 95 à 84 Ma) ont été forés. Ces formations correspondent à l’enregistrement des Oceanic Anoxic Events 2 et 3. Nous avons montré que la « dilution » variable de la fraction détritique par la composante biogénique est le facteur qui contrôle largement les variations de concentrations en éléments traces observées. De plus, nous avons révélé un enrichissement en U extrêmement important au sein des black shales du site 144. Les signatures isotopiques de l’Hf, du Nd et du Pb sont dominées par la composante détritique, alors que celle du Sr, dans le cas d’échantillons riches en carbonates est dominée par celle de l’eau de mer. Les sédiments des trois sites présentent des compositions isotopiques du Pb fortement radiogéniques par rapports aux sédiments océaniques « classiques », que nous avons associées à une forte contribution de matériel issu de l’altération des cratons guyanais et brésilien dans la composante détritique. De plus, la décroissance radioactive de l’U dans les black shales du site 144 a généré des rapports 206-207Pb/204Pb extrêmement radiogéniques. Un mélange entre le manteau appauvri et les sédiments du site 543 reproduit les compositions isotopiques des laves de la partie nord de l’arc. Pour la partie sud de l’arc un mélange entre les sédiments les plus radiogéniques en Pb du site 144 et le manteau appauvri explique les compositions des laves des îles de la Martinique à Grenade. Une contribution croissante des black shales du nord vers le sud est nécessaire, et est de plus en accord avec l’augmentation du nord vers le sud de l’âge du plancher océanique subduit. Enfin, quelques sédiments de l’île de la Barbade présentent certaines caractéristiques compatibles avec leur implication dans la genèse des laves de la partie sud de l’arc
Lesser Antilles lavas display large chemical variability and their isotopic compositions suggest variable incorporation of old crustal material during their genesis. The Lesser Antilles arc is also characterized by a chemical zoning from north to south along the arc, and lavas from the southern islands generally display a more pronounced crustal fingerprint than northern lavas. The aim of the study is to determine whether a north-south chemical variation exists within the subducting sediment cover, and if potential change in the sediment compositions can explain the chemical variations observed in the lavas. We have undertaken a detailed geochemical study (major and trace elements, Sr-Nd-Hf-Pb isotopes) of sedimentary flux potentially entering the subduction zones at different latitudes. Sampling includes sediments drilled at sites 543 (northern forearc) and 144 (extreme southern forearc) during DSDP Legs 78A and 14 respectively, and sediments from Barbados island (southern forearc). Samples display large lithological heterogeneity which can globally be explained by mixing in variable proportion of a detrital component and a biogenic one (carbonated or siliceous). Moreover, at site 144, some organic rich deposits (black shales) of upper Cenomanian to Santonian (~ 95 to 84 Ma) were drilled and correspond to sedimentary records of Cretaceous Oceanic Anoxic Events 2 and 3. We have shown that variable dilution of detrital component by biogenic one is the main factor controlling the observed variations of trace element concentrations. Moreover, we have revealed an extremely important enrichment of U in site 144 black shales. Nd-Hf-Pb isotopic compositions of studied sediments mainly represent those of the detrital component, whereas Sr isotope ratios, in the case of carbonate rich sediments, are dominated by the seawater signature. Sediments from the three sites exhibit highly radiogenic Pb isotopic compositions if compared with other sediments localized in front of the other major subduction zones, due in part to the important input of detrital material derived from the Guyana and Brazilian Shields. Moreover, Cretaceous black shales from site 144, U-enriched, are characterized by extremely high Pb isotopes ratios due to radioactive decay of U. Mixing of depleted mantle with northern sediments (site 543) produce the isotopic compositions of lavas from the northern part of the arc. For the southern part of the arc, mixing of the depleted mantle and sediments from site 144 explain the compositions of lavas from the islands of Martinique to Grenada. An increase of black shales contribution from north to south is necessary and in agreement with the increasing age of subducting Atlantic crust from north to south along the Lesser Antilles trench. Finally, some sediments of Barbados island associated with sediments like those from site 543 may represent the appropriated sedimentary end member to explain isotopic composition of southern island lavas

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BERGEON, MURIELE. "Etude et realisation de microlasers declenches et de microlasers balayes en longueur d'onde, compatibles avec un procede de fabrication collectif." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10248.

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Abstract:

Le microlaser est un laser a etat solide miniature (<1mm#3), dont les miroirs de la cavite sont directement deposes sur le milieu a gain. De nombreuses applications demandent un fonctionnement impulsionnel ou balaye en longueur d'onde (telemetrie, detection de gaz, marquage). En inserant un cristal electrooptique a l'interieur de la cavite laser, des microlasers a emission declenchee et des microlasers a emission balayee en longueur d'onde ont ete realises. Les dispositifs concus sont constitues de yag:nd et de tantalate de lithium, ils sont stabilises en temperature et donnent une emission laser a 1,06 m. Le declenchement de ces microlasers a donne des impulsions laser de 0,3 j d'energie, a des frequences de 5 a 10 khz pour un champ electrique appliquee de 0,8 10#6 v/m. De meme, le balayage de la longueur d'onde laser est realise avec un taux de balayage de 10 mhz/v, a des frequences variant du continu jusqu'a 20 khz: des excursions de 10 ghz (0,35 a) ont ete mesurees pour un champ electrique de 10#6 v/m. De maniere a maintenir les qualites de compacite et fiabilite intrinseques au microlaser, un procede de fabrication collectif a ete mis au point

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Dissertations / Theses on the topic 'Isotopes Li et Nd'

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