Dissertations / Theses: 'Roche ultrabasique'

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Kane, Mustapha. "Sur les caractères ophiolitiques du complexe ultrabasique-basique du proterozoïque supérieur des Mauritanides centrales : Métallogénèse et géochimie des indices de métaux de base associés et guides de prospection (pour une ophiolitisation au Précambrien)." Nancy 1, 1986. http://www.theses.fr/1986NAN1A027.

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Abstract:

Étude pétrographique et géochimique des ultrabasites serpentinisées des chromites associées et du volcanisme basique d'el-aoujda. L'ensemble constitue l'ossature d'un cortège ophiolitique dont la disposition est inversée par le biais d'une technique chevauchante. L'étude réalisée sur la partie volcanique révèle une nature de tholéites océaniques avec un aspect calco-alcalin par endroits, ajoutée d'une lignée alcaline. Ce complexe recéle des minéralisations métalligènes (CR, NI, CO, CU, ETC. . . ) dont certaines ont valeur d'indices. On tire certaines conclusions sous forme de guides de prospection

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Remond, Sylvie. "Diversité des cumulats ophiolitiques du Massif de Limassol Forest (Chypre)." Nancy 1, 1986. http://www.theses.fr/1986NAN10359.

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Abstract:

L'étude des roches du Massif de Kellaki met en évidence deux séries cumulatives majeures : la première est une puissante série rubanée dont l'ordre de cristallisation des minéraux serait caractéristique d'une série de type IIA. La seconde est constituée de plusieurs corps intrusifs recoupant la plupart des zones cumulatives de la première série et dont l'ordre de cristallisation est caractéristique d'une série de type IIC. Les variations texturales et minéralogiques montrent l'importance des processus de rééquilibration des principales phases minérales et permettent de préciser les conditions de refroidissement de la chambre magmatique et notamment le rôle de la pression d'eau et de la fugacité d'oxygène

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Daval, Damien. "Processus de carbonation de basaltes et de roches ultrabasiques en conditions de subsurface." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077136.

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Abstract:

Le piegeage mineral du co2 par carbonatation est un procede potentiellement perenne dont les cinetiques et mecanismes reactionnels sont peu connus. Ce travail a eu pour but d'identifier les principaux facteurs affectant les vitesses d'alteration et de carbonatation de silicates modeles de roches (ultra)basiques. L'influence des phases secondaires sur la cinetique d'alteration des silicates a ete etudiee. Si la formation d'une couche epaisse et poreuse de silice amorphe en surface de wollastonite ne constitue pas un obstacle a sa dissolution, l'alteration de forsterite est en revanche inhibee par une couche de silice passivante. La reaction continue alors par diffusion a l'etat solide, un processus 100000 fois plus lent que celui de dissolution. Un autre parametre controlant la vitesse d'alteration des silicates (r) est l'ecart a l'equilibre (Δg) auquel elle se deroule. Nous avons montre que la loi liant r a Δg implementee dans les codes geochimiques surestime la vitesse de dissolution du diopside d'un ordre de grandeur sur une vaste gamme de ag. Cet ecart est a l'origine d'une erreur substantielle du taux de carbonatation de diopside modelise, que nous avons calculee et corrigee. Un 3eme facteur affectant la cinetique d'alteration des mineraux provient du co2 lui-meme : son effet (distinct du ph) sur la dissolution de lizardite est intrinsequement accelerateur, surement en raison de la complexation en surface de ligands hco3'. Enfin, les interactions eau-co2-silicates ferreux peuvent conduire a la reduction du co2, un flux entrant en competition avec celui de carbonatation. L'acquisition preliminaire de donnees originales de dissolution de fayalite aidera a traiter cet aspect
Mineral trapping of co2 by carbonation is possibly a way to store co2 permanently. However, little is known aboutthe reaction kinetics and mechanisms of this process. Our work aimed at identifying the main parameters/dontrolling the weathering and carbonation rates of model silicates of (ultra)basic rocks. The influence of secondary phases on silicate weathering rates received detailed attention. Whereas the formation of thick and mesoporous coatings of amorphous silica onto the surface of wollastonite weakly affects wollastonite dissolution, forsterite dissolution is inhibited by a passivating silica layer. In this latter case, the reaction continues through solid-state diffusion, a process which is ~ 5 orders of magnitude slower than an interfacial dissolution mechanism. Another parameter which controls the weathering rate of silicates (r) is the distance from equilibrium (Δgr) at which it takes place. We showed that the law implemented into geochemical codes and which links r to Δgr overestimates diopside dissolution rate by one order of magnitude on a wide range of Δgr. This difference is responsible for a substantial error on the modeling of carbonation rate of diopside, which we calculated and corrected. A third factor which affects the weathering rate of minerals is due to the c02 itself: its effect (apart from that of ph) intrinsically promûtes lizardite dissolution kinetics, presumably because of the formation of surface complexes involving hco3" species. Finally, co2-h2o-fe-silicates interactions can lead to the reduction of co2, a flux which could compete with that of carbonation. Preliminary experiments of fayalite dissolution will help to resolve this question

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Pens, Maria. "Etude expérimentale de l’altération hydrothermale des roches ultrabasiques." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1107/document.

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Abstract:

Les péridotites, roches du manteau terrestre, sont instables en présence d'eau et peuvent se transformer en un minéral hydraté la serpentine, qui a la capacité remarquable de générer de l'hydrogène H2; cette réaction s'appelle la serpentinisation. Au niveau des dorsales médio-océaniques, la circulation d'eau dans ces roches conduit à la formation de larges systèmes hydrothermaux. Ils montrent différentes conditions de température et de pH des fluides, bien qu'ils conduisent tous à la formation abiotique d'H2, de méthane CH4 et possiblement d'autres hydrocarbures légers.Cette thèse est dédiée à l'étude du rôle de la composition chimique du fluide hydrothermal sur la cinétique et les mécanismes de serpentinisation des roches ultrabasiques à différentes conditions de P-T. L'interaction entre l'olivine et/ou l'orthopyroxène a été analysée avec une solution aqueuse simulant une eau de mer enrichie en aluminium et/ou en ions bicarbonates, à différents pH. Une première série d'expériences a été réalisée à 200, 340 °C et 200 MPa en lp-DAC à l'ESRF en France. Elle a permis de quantifier les paramètres cinétiques de réaction, de déterminer un effet opposé de l'aluminium sur la cinétique de ces deux minéraux et l'accélération de la réaction en conditions alcalins. Autres expériences ont été réalisée à Pamb et 80 °C en flacons de verre. Elles ont conduit, pour la première fois, à la formation de serpentine ainsi qu'à la formation d'H2 et de CH4. Ces résultats montrent qu'une chimie plus complexe du fluide hydrothermal peut avoir un impact majeur sur la cinétique de la serpentinisation pour l'accélérer et la rendre plus accessible à une échelle de temps industrielle
Peridotites, Earth's mantle rocks, are unstable in the presence of water and can be transformed into a hydrated mineral, serpentine, which has the remarkable ability to generate hydrogen H2; this reaction is called serpentinization. At the mid-ocean ridges, the circulation of water in these rocks leads to the formation of large hydrothermal systems. They show great variability of temperature and fluids’pH conditions, although they all lead to the abiotic formation of H2, methane CH4 and eventually other light hydrocarbons. This PhD thesis is dedicated to the study of the chemical composition role of the hydrothermal fluid on the kinetics and mechanisms of serpentinization of ultramafic rocks to different conditions of P-T. The interaction between olivine and/or orthopyroxene was analyzed with an aqueous solution to simulate sea water which is rich in aluminum and/or bicarbonate ions, with different pH values. A first series of experiments was carried out at 200, 340 °C and 200 MPa in lp-DAC at the ESRF in France. It was used to quantify the kinetic parameters of the reaction, to determine an opposite effect of aluminum on the kinetics these two minerals and the acceleration of the reaction under alkaline conditions. Other experiments were performed in glass bottles at Pamb and 80 °C. They led, for the first time, to the formation of serpentine, as well as to the formation of H2 and CH4. These results show that the slightly more complex chemistry of the hydrothermal fluid can have a major impact on the kinetics of serpentinization to speed and make it more accessible to industrial time scale

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Ratié, Gildas. "Fractionnement isotopique naturel et anthropique du nickel en contexte ultrabasique : le cas des massifs de Niquelândia et Barro Alto (Etat du Goiás, Brésil)." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112229/document.

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Abstract:

La région Centre Ouest du Brésil possède des massifs ultrabasiques (UB) avec des manteaux latéritiques représentants des réserves et ainsi des ressources économiques importantes de Ni. Ces massifs nickélifères permettent d’étudier le cycle du Ni sous contraintes anthropiques par une approche pluridisciplinaire, associant caractérisations chimiques, mesures physiques de sa spéciation solide, et traçage isotopique des sources et des processus affectant le nickel. Cette thèse focalisée sur l’utilisation des isotopes du Ni comme traceur a eu pour but d’identifier la signature isotopique au sein de plusieurs compartiments en interactions les uns avec les autres (roche mère, saprolite, latérite, sol et plantes) et d’associer les fractionnements observés aux processus biogéochimiques. De plus, du fait de leurs ressources économiques, les massifs étudiés, Barro Alto et Niquelândia, subissent une pression anthropique importante, minière et métallurgique. Ainsi, ils offrent une opportunité unique d’étudier le fractionnement isotopique du nickel associé à son cycle anthropique, et voir s’il est possible d’identifier la contribution anthropique dans le cycle naturel du Ni par sa signature isotopique. Les résultats ont montré que l’altération de roches UB conduit à un fractionnement isotopique du Ni, se traduisant par une perte en isotopes lourds de la phase solide, soit un Δ⁶⁰Ni de - 0,47 ‰ entre la roche mère et le top-sol. Ce fractionnement semble associé au moins en partie à l’incorporation et à la sorption des isotopes légers du Ni sur les oxydes de Fe lors de la remobilisation du Ni au cours de l’altération. Cet enrichissement en isotopes légers du Ni dans la partie solide conduit à une composition isotopique en Ni plus lourde dans la phase dissoute (eaux du massifs : 0.50 ‰ < δ⁶⁰Ni < 0,70 ‰). La zone saprolitique présente une variation importante de signature isotopique allant pour δ⁶⁰Ni de -0,04 ‰ à 1,41 ‰. Pour les échantillons présentant une signature isotopique lourde, le Ni se trouve principalement au sein de la serpentine fortement substitué, quand les signatures plus légères sont en lien avec une proportion de Ni plus importante au sein de la goethite. Dans un système comme celui-ci avec un nombre important de phases porteuses de Ni, il est cependant très difficile d’établir un lien entre la spéciation solide et l’isotopie du Ni. Le rôle des plantes dans le cycle du Ni a été abordé en étudiant le fractionnement isotopique du Ni dans trois espèces de plantes hyperaccumulatrices de Ni et deux espèces de plantes tolérantes. Il existe un fractionnement isotopique lors du transfert de Ni de la tige vers la feuille, qui est systématiquement enrichie en isotopes lourds du Ni. Les feuilles sont les compartiments des plantes où les teneurs en Ni sont les plus importantes. L’enrichissement en isotopes lourds du Ni des feuilles par rapport aux sols (- 1,05 ± 0,03 ‰ < Δ⁶⁰Ni_sol-feuilles < - 0,06 ± 0,12 ‰) semble indiquer que la restitution et la décomposition de cette matière organique au niveau du sol s’accompagnera d’un apport en isotopes lourds du Ni dans le sol. L’activité pyrométallurgique entraîne un fractionnement isotopique lors du processus de fusion en conditions réductrices qui conduit à la formation des scories de réduction. Ces résidus présentent un enrichissement en isotopes lourds (δ⁶⁰Ni = 0,18 ± 0,05 ‰) par rapport au matériel entrant (δ⁶⁰Ni = 0,08 ± 0,08 ‰) et au produit final, le FeNi (δ⁶⁰Ni = 0,06 ± 0,02 ‰). Enfin, cette étude montre que l’utilisation des isotopes du Ni pour tracer le Ni « anthropique » et le distinguer du Ni naturel possède certaines limites en raison du faible fractionnement induit par les processus pyrométallurgiques aux regards de la grande variabilité des échantillons naturels au sein de la littérature (-1.03 ‰ < δ⁶⁰Ni < 2.50 ‰)
The Centre region the West of Brazil possesses ultramafic massifs (UM) with coats lateritic representatives of the reserves and so the important economic resources of Ni. These nickelifere massifs allow to study the cycle of Ni under anthropological constraints by a multidisciplinary approach, associating chemical characterizations, physical measures, solid speciation, and the isotopic drawing of sources and the processes affecting the nickel. This work focused on the use of the isotopes of Ni as tracer aimed at identifying the isotopic signature within several compartments in interactions some with the others (source rock, saprolite, laterite, soil and plants) and to associate the fractionation observed in the biogeochemical processes. Furthermore, because of their economic resources, the studied massifs, Barro Alto and Niquelândia, undergo an important, mining and metallurgical anthropological pressure. So, they offer an opportunity to study the isotopic fractionation of the nickel associated with its anthropological cycle, and to see if it is possible to identify the anthropological contribution in the natural cycle of Ni by its isotopic signature. The results showed that the weathering of rocks UB leads to an isotopic fractionation of Ni, being translated by a loss in heavy isotopes of the solid phase with a Δ⁶⁰Ni of - 0,47 ‰ between the bedrock and the top-soil. This division seems associated at least partially with the incorporation and with the sorption of the light isotopes in iron oxides during the remobilization of Ni. This enrichment in light isotopes in the solid part leads to a heavier isotopic composition in the dissolved phase (waters of massifs: 0.50 ‰ < δ⁶⁰Ni < 0,70 ‰). The saprolitic zone presents an important variation of isotopic signature (δ⁶⁰Ni) from -0,04 ‰ to 1,41 ‰. For samples presenting a heavy isotopic signature, Ni is mainly within the serpentine strongly substituted, when the lighter signatures are in connection with a proportion of Ni more important within the goethite. In a system as this one with a significant number of Ni-bearing phases, it is however very difficult to establish a link between the solid speciation and the isotopic composition. The role of plants in the cycle of Ni was approached by studying the isotopic fractionation of Ni in three species of hyperaccumulating plants of Ni and two species of tolerant plants. There is an isotopic fractionation during the transfer of Ni between the stem and the leaf, which is systematically enriched in heavy isotopes of Ni. The leaves are the compartments of the plants where the Ni contents are the most important. The enrichment in heavy isotopes of Ni in leaves with regard to soils (- 1,05 ± 0,03 ‰ < Δ⁶⁰Ni_sol-feuilles < - 0,06 ± 0,12 ‰) seems to indicate that the return and the decomposition of this organic matter at soil level will come along with a contribution in heavy isotopes of Ni in the soil. The pyrometallurgical activity lead to an isotopic fractionation during the smelting process in reducing conditions which leads to the formaton of the reduction slag. These slags present an enrichment in heavy isotopes (δ⁶⁰Ni = 0,18 ± 0,05 ‰) compared with the feeding material (δ⁶⁰Ni = 0,08 ± 0,08 ‰) and the end product, the FeNi (δ⁶⁰Ni = 0,06 ± 0,02 ‰). Finally, this study shows that the use of the isotopes of Ni to decipher the Ni anthropogenic and natural is limited because of the low fractionation induced by the pyrometallurgical processes in the looks of the big variability of the natural samples within the literature (-1.03 ‰ < δ⁶⁰Ni < 2.50 ‰)

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Maillet, Nathalie. "Dualité d'origine des massifs ultrabasiques limousins : implications géodynamiques." Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10109.

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Abstract:

On distingue des corps composes uniquement de perodotites mantelliques et des corps mixtes. Les massifs mixtes, les plus nombreux en limousin, contiennent tous des roches cumulatives. La coexistence a l'affleurement de tectonites et de roches cumulatives permet d'assimiler les massifs "stratifies" a des elements constitutifs d'un complexe ophiolitique. Les massifs purement matelliques sont representes par trois exemplaires; l'etude des massifs de la rebiere et du larzac montre qu'ils sont constitues de lherzolites a spinelle d'origine sous continentale, contenant des niveaux websteritiques. Ces deux types de massifs n'ont pas subi la meme evolution metamorphique. Leur mise en place est egalement differente

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Dublet, Gabrielle. "Relation entre spéciation et distribution du nickel dans les couvertures d'altération latéritique des roches ultrabasiques de Nouvelle-Calédonie." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066035.

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Abstract:

Trois profils d’altération du régolithe péridotitique de Nouvelle-Calédonie sont étudiés par spectroscopie d’absorption des rayons X. Ceci permet de confirmer la redistribution de Ni, depuis les minéraux primaires (olivine, pyroxène et serpentine) vers les minéraux néoformés (phyllosilicates secondaires, goethite et oxydes de manganèse), au cours de la latéritisation des roches ultrabasiques. La cristallochimie des phyllosilicates est détaillée, dans les saprolites des profils mais aussi dans des veines serpentinisées de la roche. Un modèle de minéralisation précoce est alors proposé, selon lequel le nickel aurait été largement redistribué dans le régolithe dès l’obduction de l’ophiolite, et ceci depuis des serpentines pauvres en Ni vers des talcs fortement enrichis en Ni. L’analyse minéralogique et cristallochimique de la goethite le long des parties latéritiques des profils montre que la maturation de ce minéral, par dissolution-cristallisation, induit une augmentation de sa cristallinité et une diminution de sa teneur en Ni vers la surface. Ce processus est proposé comme explication de la diminution des teneurs globales en Ni depuis la base des latérites vers leur sommet, classiquement observée dans les latérites nickélifères. La présence de latérites remaniées, enrichies en goethite fortement différenciée par ce processus, pourrait expliquer certaines hétérogénéités latérales de teneurs en Ni observées dans les latérites de Nouvelle-Calédonie. Enfin, une analyse XAS montre que la sidérite peut piéger d’importantes proportions de Ni si des environnements riches en matière organique, et donc réducteurs, se développent dans ces altérites nickélifères
Three weathering profiles, 43 to 67 m thick, of the peridotitic regolith of New Caledonia, were studied by X-ray absorption spectroscopy. This allowed confirming the redistribution of Ni from the primary minerals (olivine, pyroxene and serpentine) into neoformed phases such as secondary phyllosilicates, goethites and manganese oxides, during the formation of the lateritic covers of ultramafic rocks. The crystal-chemistry of phyllosilicates was investigated in more details, with samples either from the saprolite of the profiles or from serpentinized veins in rock fractures. This lead to propose a mineralization model according to which Ni would have been massively redistributed among the regolith as soon as the ophiolite obducted, and this from poorly nickeliferous serpentines to talcs very enriched in nickel. The analysis of goethite mineralogy and crystal-chemistry along the profiles showed that ageing of this mineral species, through dissolution and crystallization, yield to an upward increase of its crystallinity and a decrease of its Ni content. This process was proposed to explain the upward Ni depletion that is classically observed in lateritic covers of ultramafic rocks. The occurrence of high amounts of differentiated goethites, yielded by this ageing process and by reshuffle of the differentiated lateritic materials, is also proposed to explain some of the lateral heterogeneities of Ni contents that are observed in New Caledonian laterites. Finally, a XAS analysis showed that siderite secondary phases can hold significant proportions of Ni, if reductive environments set by organic matters develop among these nickeliferous lateritic covers

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Lageat, Yannick. "Géomorphologie des roches basiques et ultrabasiques le relief du Bushveld (Afrique du sud) /." Lille 3 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606854z.

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Lageat, Yannick. "Géomorphologie des roches basiques et ultrabasiques : le relief du Bushveld (Afrique du Sud)." Paris 1, 1987. http://www.theses.fr/1987PA010547.

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Abstract:

L'objet de ce travail, qui se veut resolument un essai de geomorphologie structurale, est original a un double titre: il l'est par sa thematique dans un pays ou le facteur petrographique est tenu pour negligeable dans l'explication des formes de relief; il l'est egalement, dans un courant de recherches collectives sur l'erosion differentielle dans les domaines cristallins, par le traitement d'une famille de roches plutoniques meconnues en raison de l'habituelle modestie de leurs affleurements. Couvrant quelque 12 000 km2, la sequence stratoide, qui est structuree en couches affectees de pendages centripetes, possede une expression topographique tres variable qui ne laisse pas d'intriguer: alors que le bushveld oriental presente un relief insolite de formes monoclinales contrastees, l'exploitation de la structure dans le bushveld occidental est restee trop timide pour imprimer sa marque au paysage en depit d'un potentiel lithologique tout aussi favorable. Il est apparu a l' echelle regionale que les mouvements epirogeniques sont indispensables au degagement des formes d'echelle moyenne: cette condition morphotectonique a ete effectiment remplie a l'est a la faveur de rajeunissements tectoniques associes au fonctionnement du bourrelet marginal, rajeunissements qui se materialisent par l'emboitement, en contrebas de la surface culminante du highveld d'age fini-cretace et eocene, de deux niveaux d'aplanissement partiel sous le controle de la structure et respectivement dates de l'oligocene et du mio-pliocene; elle ne l'a pas ete a l' ouest ou, en raison d'un affaissement persistant, le volume expose aux cycles successifs a toujours ete insignifiant, le relief d'erosion selective restant de ce fait virtuel. C'est donc dans le bushveld oriental qu'ont pu etre degages les principes gouvernant l'alteration differentielle des roches basiques et ultrabasiques: en raison de la forte alterabilite potentielle de leurs constituants mineraux (plagioclases, pyroxenes et peridots), le role essentiel revient non pas a la composition mais a la texture des sediments magmatiques; toutefois, ce facteur, s'il constitue une cle efficace, ne peut justifier toute la diversite de leur comportement morphologique, et les experiences d'alteration appellent l'attention sur l'importance de l'ambiance geochimique. Le dernier theme aborde est l'evolution paleoclimatique quaternaire a laquelle les reliefs structuraux doivent leur ultime faconnement.

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Latham, Marc. "Altération et pédogenèse sur roches ultrabasiques en Nouvelle-Calédonie : genèse et évolution des accumulations de fer et de silice en relation avec la formation du modelé /." Paris : Éd. de l'ORSTOM, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb34868238q.

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Michaux, Laurent. "Altérations supergènes et hydrothermales des roches basiques et ultrabasiques pétrologie, géochimie et modélisations thermodynamiques /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37616368g.

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Michaux, Laurent. "Altérations supergènes et hydrothermales des roches basiques et ultrabasiques : pétrologie, géochimie et modélisations thermodynamiques." Aix-Marseille 3, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX30058.

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Abstract:

Les simulations thermodynamiques (modele dissol) differencient les alterations hydrothermales et supergenes par la nature et la quantite des mineraux neoformes. En conditions lateritiques les parageneses naturelles: goethite, gibbsite, kaolinites et argiles 2/1 sont rencontrees. L'alteration hydrothermale des pyroxenes est liee a l'importance du systeme fissural. Les modelisations reproduisent ces transformations dependantes de la temperature qui se font plutot en systemes fermes. Les transferts de matiere se font a echelles tres reduites

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Dufaud, Fabien. "Etude expérimentale des réactions de carbonatation minérale du C02 dans les roches basiques et ultrabasiques." Paris, Institut de physique du globe, 2006. http://www.theses.fr/2006GLOB0010.

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Abstract:

Une des voies envisagées pour limiter la teneur atmosphérique en CO2 est son stockage minéral sous forme de carbonates stables sur des périodes géologiques. Le but de cette thèse était d'étudier les réactions de piégeage de CO2 sous forme de carbonates dans les roches basiques et ultrabasiques. Une première étude, relative à la dissolution de la sidérite (FeCO3) par spectroscopie d'absorption des rayons X sous pression et température, a été réalisée dans le but d'étudier l'une des réactions limitantes du piégeage minéral. Une loi de dissolution, une énergie d'activation et des données de spéciation du fer en solution ont été obtenues. Ces expériences ont permis de tester le potentiel de micro- réacteurs sur ligne synchrotron pour ce type d'études. Un modèle analogique de la réaction de carbonatation de roches basiques et ultrabasiques à 90°C et 280 bar de CO2 a permis d'identifier que des mécanismes de dissolution nucléation précipitation de sidérites/ankérites/ magnésites zonées contrôlent la carbonatation. Le taux de piégeage minéral dans ces conditions est de quelques pourcents par an. Pour étudier des situations à taux de carbonatation plus élevés, une étude sur minéraux triés a été réalisée entre 400 et 500°C et 1,0 et 1,7kbar. Dans ces conditions le taux de piégeage minéral atteint plusieurs dizaines de pourcents en quelques heures. Les effets de la fugacité d'eau et de la salinité ont été étudiés. L'analyse minéralogique et chimique des produits de réaction a permis de mettre en évidence un couplage stoechiométrique entre la serpentinisation et la carbonatation de l'olivine. Une méthodologie permettant de réaliser des bilans de masse à partir des données isotopiques du carbone a été mise au point, suggérant l'importance de la formation de quantités faibles mais significatives d'espèces de carbone réduit
Mineral storage of carbon dioxide in the form of geologically stable carbonates is an option for mitigating the atmospheric CO2 increase. The purpose of this thesis has been to study carbonate formation in basic and ultrabasic rocks under high pressure high temperature possible CO2 injection conditions. First, data on siderite dissolution, a reaction limiting CO2 mineral storage, have been acquired by x-ray absorption spectroscopy under high pressures and high temperatures. A dissolution rate law, an activation energy and solution speciation data are given. These experiments have allowed to test the potential for these kinds of studies of batch microreactors mounted on synchrotron beamlines. Then, a laboratory experiment aimed at mimicking CO2 injection in basic and ultrabasic rocks at 90°C and 280 bar CO2 pressure is shown. Carbonatation by dissolution/precipitation of peridotites, basalts and serpentinites yields zoned siderites/ankerites/magnesites with mineral storage rates, depending on the substrate rock, of few percents per year. Finally, in order to study cases with high carbonatation rates, an experimental study on olivines, pyroxenes and serpentines has been relalized at 400-500°C and 1-1. 7 kbar. Mineral storage rates of several percents per hour have been measured. The importances of water fugacities and salinities have been evidenced and a stoichiometric coupling between carbonate production and olivine serpentinization has been shown. A methodology based on carbon isotopic analyses has been developed for establishing mass balances. It suggests that small but significant quantities of reduced carbon are formed in these experiments

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Picazo, Suzanne. "Déformation des roches ultramafiques liée à l'exhumation dans les dorsales et les transitions océan continent." Paris, Institut de physique du globe, 2012. http://www.theses.fr/2012GLOB0010.

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Abstract:

L’exhumation des roches d’origine mantellaire est très répandue au niveau des dorsales océaniques lentes et ultralentes ainsi que dans les marges continentales passives. Ce processus se fait au moyen de failles de détachement. Les modèles thermo-mécaniques prédisent un adoucissement extrême des roches ultramafiques le long de la faille de détachement mais les processus de déformation qui conduisent à cet adoucissement sont peu contraints à ce jour. Ce travail est dédié à la compréhension des processus de déformation dans les systèmes d’exhumation en contexte extensif de dorsale ou de transition continent/océan (TOC) ainsi que les assemblages minéralogiques qui y sont associés. L’étude se base sur l’analyse pétro-structurale de roches échantillonnées dans la dorsale Médio-Atlantique (campagne Serpentine, 2007) autour des sites hydrothermaux de Ashadze (13°N) et Logatchev (15°N), prélevés sur le terrain dans la relique de TOC de Totalp (Alpes Suisses) et forés sur la Marge Ibérique (forage ODP Leg 173 Hole 1070). Notre étude montre que les roches d’origine mantellaire dans les niveaux supérieurs du mur du détachement enregistrent une succession de déformations cassantes et plastiques à semi-cassantes. Dans les échantillons de la dorsale Atlantique, on observe des déformations antérieures à la serpentinisation qui sont clairement favorisées par les produits d’altération hydrothermale d’injections gabbroïques dans la péridotite (trémolite, chlorite). Nous montrons expérimentalement que le coefficient de friction de la trémolite entre 500° et 600°C (0,4 à 0,65) est comparable à celui de la serpentine. Après la serpentinisation, la déformation de nos échantillons de dorsale est favorisée par le talc qui cristallise suite à une altération hydrothermale des serpentines par des fluides riches en Si (sans doute suite à une interaction avec des roches mafiques). Il apparait donc que le fonctionnement des détachements de la dorsale Atlantique est largement conditionné par l’injection de magmas près de la faille. Ces caractéristiques ne se retrouvent pas dans nos échantillons de TOC. Ces échantillons montrent une séquence cataclasites-gouges qui affecte les péridotites serpentinisées et qui fait appel, dans les niveaux les plus déformés, à une déformation plastique de la serpentine. Dans ce cas c’est donc la rhéologie (fragile puis plastique) de la serpentine qui contrôle le fonctionnement du détachement. Cette séquence cataclasites-gouges de serpentinites se retrouve dans certains faciès échantillonnés à l’axe de la dorsale Atlantique et contribue donc à la déformation près du détachement après serpentinisation des péridotites. Enfin nous remarquons que les échantillons de TOC ont subi une forte carbonatation par remplacement statique de la serpentinite, probablement après leur mise en place dans le plancher océanique. Nous ne retrouvons pas cette carbonatation dans nos échantillons de dorsales. Dans ces échantillons par contre, on observe la cristallisation de carbonates dans des veines associées à une fracturation de la serpentinite, probablement près de la faille de détachement à la fin de l’exhumation
The exhumation of mantle-derived rocks is widespread in slow and ultraslow Mid-Ocean Ridges and in passive continental margins. This process is done by means of detachment faults. The thermo-mechanical models predict an extreme softening of ultramafic rocks along the detachment fault but the deformation process leading to this weakening are not yet constrained. This work is focused on the understanding of the deformation process during exhumation in extensive domains as ridges or ocean continent transitions (OCT) and the mineral assemblages associated with it. The study is based on petro-structural analysis of rocks sampled in the Mid-Atlantic Ridge (Serpentine cruise, 2007) around the hydrothermal sites of Ashadze (13°N) and Logatchev (15°N), in the relict of the Totalp OCT (Swiss Alps) and drilled on the Iberian margin (ODP Leg 173 Hole 1070). Our study shows that the ultramafic rocks in the upper levels of the footwall of the detachment fault undergo a series of plastic to semi-brittle deformations and brittle deformations. In samples from the Mid-Atlantic Ridge, we observe deformations prior to serpentinization that are clearly favored by the products of hydrothermal alteration of gabbroic injections in the peridotite (tremolite, chlorite). We show experimentally that the friction coefficient of tremolite between 500° and 600°C (0. 4 to 0. 65) is comparable to that of serpentine. After serpentinization, the deformation of our ridge sample set is favored by talc which crystallized after hydrothermal alteration of serpentine by fluids Si-rich (probably due to an interaction with mafic rocks). It therefore appears that the detachments in the Atlantic ridge is largely influenced by the injection of magma near the fault. These features are not found in our samples from OCT. These samples show a cataclasites gougessequence that affects the serpentinized peridotites and in the most deformed levels, that brings out to a plastic deformation of serpentine. In this case the rheology (brittle and then plastic) of serpentine controls the detachment fault. This sequence of serpentinite gouges and cataclasites is found in certain facies sampled at the axis of the Mid-Atlantic Ridge and thus contributes to the deformation near the detachment after serpentinization of peridotites. Finally we note that samples of OCT have been replaced by a strong static carbonatation of serpentinite, probably after their emplacement in the paleo-seafloor. We do not find the carbonatation in our samples from MAR. Instead in these samples, there is the crystallization of carbonates in veins associated with a fracture of the serpentinite, probably near the detachment fault at the end of the exhumation

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Ould, Souelim Moktar. "Les roches mafiques et ultramafiques de Guidimaka (Mauritanie) et les gisements de chromite associés." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4438.

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Abstract:

Les Mauritanides renferment dans leur zone axiale des roches mafiques et ultramafiques témoins d'une paléo-ophiolite. Au Guidimaka, les tectonites mantellaires sont représentées par des harzburgites et des dunites totalement serpentinisées. Les héteradcumulats wehrlitiques et webstéritiques caractérisent la zone de transition. La séquence cumulative mafique est composée de mésocumulats gabbroïques et gabbronoritiques. Les gabbros à amphibole et les ferrogabbros sont les termes les plus différenciés. Ces laves et dolérites ont des compositions chimiques de tholéitiques à olivine enrichies, et de basaltes alcalins. Lors de tectoniques tangentielles, cette série a été renversée et metamorphisée dans les faciès schistes verts à amphibolite. L’ordre de cristallisation olivine+spinelle-clinopyroxène-plagioclasse+orthopyroxène, est caractéristique des ophiolites de type II. Des minéralisations de chromites podiformes massives, nodulaires et antinodulaires, réfractaires, sont associées à des dunites mantelliques. Le minerai est de faible importance économique. Le spinelle des chromites est moins chromifère (40% Cr2O3) que le spinelle accessoire des harzburgites (48%). Ces chromites se seraient formées par cristallisation fractionnée dans des poches infra-moho au cours de l'ascension d'un bain basaltique. Les études cristallochimiques et géochimiques soulignent le cogénétisme de l'ensemble des termes du complexe ophiolitique et mettent en évidence deux lignées magmatiques : l'une de type tholéite océanique (morbe), l'autre de tendance alcaline. L’association des divers membres de l'ophiolite avec des jaspillites, des schistes et des quartzites, est compatible avec une origine des ophiolites liée a l'ouverture, de courte durée, d'un bassin océanique panafricain peu évolué de type Mer Rouge

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Faure, François. "Les textures de croissance rapide dans les roches magmatiques basiques et ultrabasiques : étude expérimentale et nanoscopique." Clermont-Ferrand 2, 2001. http://www.theses.fr/2001CLF21251.

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Caillaud, Jacinthe. "Localisation et distribution des Eléments Traces Métalliques (ETM) naturels au cours de l'altération supergène d'une serpentinite : rôle des microsystèmes et des minéraux argileux associés." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2345.

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Abstract:

L'étude de la mise en place du fond pédogéochimique sur une serpentinite a été réalisée à l'échelle d'un profil et à celle des microsystèmes d'altération et des minéraux argileux associés. L'altération de la serpentinite est rapide et intense et est caractérisée par une lixiviation précoce du magnésium des minéraux des serpentines. L'étude minéralogique fine montre que trois microsystèmes contrôlent l'altération de la roche : le plasma primaire (les lignées d'altération), le plasma secondaire et les systèmes fissuraux. Le fonctionnement de ces microsystèmes est contrôlé par le potentiel chimique du magnésium présent dans les solutions. La diminution de ce potentiel chimique va engendrer une évolution des phases argileuses d'un pôle trioctaédrique magnésien vers un pôle dioctaédrique ferrifère, devenant alumineux vers la surface. Les ETM portés par les minéraux primaires ne sont pas évacués durant l'altération supergène de la serpentinite, ils s'enrichissent relativement dans les niveaux d'altération. Le chrome, et surtout le nickel, le zinc et le cuivre s'enrichissent de manière importante dans les argiles des niveaux inférieurs par rapport à leurs teneurs initiales dans la roche. Par contre, ces mêmes ETM diminuent dans les argiles globales des niveaux superficiels. Le cobalt et le manganèse présentent des comportements plus indépendants de la phase argileuse, ils sont majoritairement portés par les oxy-hydroxydes. Un transfert des oxy-hydroxydes amorphes vers ces argiles est cependant possible pour le manganèse (Mn échangeable). Le fer remobilisé dans les niveaux supérieurs pour la formation des oxy-hydroxydes secondaires, pièges à ETM, va donc influencer la stabilité des ETM de ces argiles
The pedogeochemical background from a serpentinite was studied at the scales of a weathering profile and its related weathering microsystems and clay minerals. The serpentinite weathering is rapid and intense and show early magnesium leaching from serpentine minerals. A detailed mineralogical study indicates that rock weathering is controled by three microsystems : the primary plasma (weathering sequences), secondary plasma (homogeneization of clay mineralogy and oxides) and the fissural systems. Chemical potential of magnesium in solution appears to control these microsystems ; the decreasing of such potential will generate, from bottom to top, an evolutive sequence from magnesian trioctahedral to dioctahedral, iron rich clay minerals, and then aluminous clay minerals. MTE trapped in primary mineral are relatively concentrated in secondary phases from weathering levels. When compared to their concentrations in rock, chromium, nickel, zinc and copper are strongly enriched in the clay minerals from lower alteration levels. In contrary, upper alteration levels show decreasing MTE concentrations. Cobalt and manganese behaviours are more independant on the clay phases and mainly trapped into oxy-hydroxides. However, manganese can be found as exchangeable state in these upper levels. The secondary oxy-hydroxides generated by iron segregation at the top of the profile are the newly MTE bearing phases to the detriment of clay minerals

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Fandeur, Dik Stefano. "Géochimie et cristallochimie du chrome au cours de l'altération de roches ultrabasiques en Nouvelle-calédonie (Massif du Koniambo)." Paris 7, 2009. http://www.theses.fr/2009PA077035.

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Abstract:

En Nouvelle-Calédonie, 35 Ma d'intense altération et d'érosion de roches ultrabasiques ont permis le développement d'une couverture latéritique riche en éléments traces métalliques (Ni, Cr, Co, Mn). Dans ces sols, ces éléments traces métalliques (ETM) constituent un risque pour l'environnement endémique de la Nouvelle-Calédonie. Parmi ces ETM, le Cr est le plus abondant (jusqu'à 3,8% en poids de Cr₂O₃) mais également le plus toxique, suivant son degré d'oxydation. Après avoir étudié la redistribution des éléments majeurs et traces au cours du développement d'un régolithe de 64 mètres d'épaisseur dans le massif du Koniambo (Côte Ouest, Province Nord de la Grande-Terre), une étude détaillée de la cristallochimie du chrome a permis de mieux comprendre le comportement de cet élément le long de cette séquence d'altération. Principalement sous forme Cr(III), le Cr est partiellement oxydé en Cr(VI) par le biais d'oxyhdyroxydes de Mn (III/IV), s'accumulant à l'interface saprolite-latérite dans la séquence d'altération péridotitique. Ces oxyhydroxydes de Mn sont également soupçonnés d'augmenter la solubilité des chromites, minéraux réputés peu solubles. Compte tenu de la grande solubilité du Cr(VI), l'oxydation du Cr(III) devrait augmenter significativement le lessivage du chrome le long de la séquence. Cependant, les bilans de masse par la méthode Brimhall indiquent une mobilité très limitée pour le chrome, même si cette dernière semble un peu plus élevée dans les niveaux riches en oxyhydroxydes de Mn. En effet, des analyses résolues spatialement indiquent qu'une fois oxydé, le Cr(VI) est réadsorbé par les oxyhdyroxydes de Fe, abondants dans ces environnements latéritiques, soulignant l'importance des oxyhydroxydes de Fe pour limiter cette remobilisation
In New-Caledonia, 35 Ma of deep weathering of ultramafic rocks yield soils strongly enriched in metallic trace elements (Ni, Co, Cr, Mn). In these soils, these large amounts of metallic trace elements constitute a significant risk for the environmental quality of this peculiar environment. Among these metallic trace elements, chromium is the most problematic because it is the most abundant (up to 3,8 wt% of Cr₂O₃), but also that showing the largest toxicity potential, depending on its redox state. After studying the redistribution of major and trace elements upon the formation of a 64 meters depth regolith in the Koniambo outcrop, a detailed study of the crystal-chemistry of chromium allowed to better understand thé behavior of this element along the weathering sequence. Initially as Cr(III), Cr is partially oxidized to Cr(VI) after redox reactions with Mn-oxyhydroxydes which accumulate at the boundary between the saprolitic and lateritic levels of the sequence. These Mn-oxyhydroxydes are also suspected to significantly increase the solubility of chromite, a mineral species usually considered as almost insoluble Regarding the very large solubility of Cr(VI), such an oxidation of Cr(III) should significantly increase the leaching of chromium along the sequence. However, mass balance with the Brimhall method indicate a quite restricted mobility for chromium, although slightly larger in the Mn-enriched levels. These observations are explained by the results of spatially-resolved analyses which show that, once oxidized by the Mn-oxyhydroxydes, Cr(VI) is re-adsorbed by the Fe-oxyhydroxydes (mainly goethite), abundant in these lateritic environments, underlying the importance of Fe-oxyhydroxydes to mitigate this leaching

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Ohnenstetter, Daniel. "Minéralisations associées aux complexes mafiques-ultramafiques en domaine océanique et continental." Nancy 1, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1990_0539_OHNENSTETTER.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse comporte deux parties: l'une sur les ophiolites et l'autre sur les minéralisations de divers complexes basiques-ultrabasiques, dont les ophiolites, les komatiites et les sills archéens et protérozoïques. Les travaux sur les ophiolites ont abouti à deux résultats majeurs : 1) la reconstitution du puzzle ophiolitique corse ; 2) la diversité des ophiolites avec une classification en deux grands types, dont le magmatisme de l'un s'apparente à celui des rides médio-océaniques, tandis que le magmatisme de l'autre ressemble à celui des arcs immatures. Des études sur la minéralisation des corps basiques-ultrabasiques, il ressort que la nature des magmas parentaux est importante pour juger de leur potentialité métallogénique (Cr, Ni, éléments du groupe du platine EGP). Le caractère saturé à sursaturé des magmas basiques a été noté dans les ophiolites porteuses de gisements de chrome, dans les lopolites stratifiés enrichis en Cr, EGP. Des magmas de type boninitiques seraient à l'origine de certains de ces complexes. En conclusion de la thèse est présentée une classification des complexes basiques-ultrabasiques basées sur l'ordre de cristallisation des minéraux qui permet de discuter de l'origine des gisements des EGP par rapport à celle des autres minéralisations (chromite, concentration sulfurées).

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Lar, Alexander Uriah. "Etude géochimique de massifs basiques et ultrabasiques (Apa, Todasana, TINAQUILLO) de la chaîne tertiaire Carai͏̈be du Vénézuela : genèse de magmas mantelliques et interaction manteau-croûte." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30008.

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Abstract:

Trois massifs basiques et ultrabasiques (apa, todasana et tinaquillo) situes dans la chaine tertiaire caraibe du venezuela ont ete etudies d'un point de vue geochimique (compositions isotopiques (nd,sr), compositions en elements majeurs et en traces), avec les objectifs suivants: 1) preciser les conditions geodynamiques de developpement de cette chaine; 2) preciser les conditions de genese des magmas et d'interactions de ces magmas avec la croute. Le massif d'apa, montre des caracteres representatifs de cumulats differenties dans une chambre magmatique developpee dans un systeme d'arc. Le massif de todasana correspond a un corps magmatique forme par la differentiation de magmas de type alcalin. Les caracteres de ces magmas sont en accord avec des produits de fusion a faible pourcentage de corps de peridotites orogeniques type tinaquillo. Le massif de tinaquillo est un corps de peridotites orogenique typique forme a 85% par une association des peridotites et des lits de pyroxenites et 15% de niveaux gabbroiques. L'etude geochimique menee sur les differents types lithologiques rencontres dans le massif et les niveaux acides du socle a permis de montrer: i) le caractere residuel representatifs d'anciens lits de pyroxenites; ii) la variete de composition des gabbros granulitiques. Ceux-ci sont representatifs de magmas ou de cumulats derives, et iii) l'origine mantellique de certains niveaux basiques du socle qui presentent les spectres fortement enrichis en tr legeres. Un modele de fusion dynamique du massif de peridotites lors de sa montee a la surface est propose, rendant compte de l'ensemble de ces caracteres. Ce massif initialement compose de peridotites et pyroxenites associees aurait subi une fusion a faible pourcentage a grand profondeur. Les magmas formes viennent s'injecter sous forme des dikes dans la croute continentale sus-jacent et formant les niveaux basiques du socle, ou encore sous forme de sills (type massif de todasana). Les magmas produits par la suite forment dans des conditions de pression decroissantes sous facies peridotites et pyroxenites a spinelle et donnent lieu aux niveaux gabbroiques. Au total, on rencontre dans ces trois massifs, les conditions de formations distinctes de magmas a partir du manteau: formation en contexte de subduction (apa), d'ouverture de ride avortee (tinaquillo, todasana)

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Ben, Jamaa Néjib. "Les peridotites de bay-of-islands (terre neuve) et de cap ortegal (espagne) : approche petro-structurale." Paris 7, 1988. http://www.theses.fr/1988PA077010.

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Abstract:

Une nouvelle approche petrologique pour definir l'evolution des roches ultramafiques des massifs ophiolitiques est etablie, par l'etude petrochimique d'une serie harzburgitique de cherzolitique situe a terre neuve et par l'etude structurale et petrologique des peridotites et websterites du complexe du cap ortegal (espagne). Ce travail sert de support pour definir la methodologie permettant de suivre l'evolution des parametres chimiques lors d'une fusion partielle

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Porokhovoï, Evgueni. "Stabilité à long terme des talus de mines à ciel ouvert dans les massifs de roches basiques et ultrabasiques." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1995. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529344.

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Abstract:

Le présent travail est consacré aux problèmes de l'altération de roches basiques et ultrabasiques sous des conditions climatiques différentes et à l'influence de ces processus sur la stabilité à long terme des talus de mines à ciel ouvert. Les roches font partie d'anciens profils d'altération et, mises à jour par l'exploitation, subissent des altérations météoriques modernes qui changent les paramètres pétrographiques et géotechniques les caractérisant, ceci au niveau de la matrice rocheuse et du massif rocheux. Deux objets ont été étudiés au cours de ce travail : la mine de chromite de Bemanevika (Madagascar) où les métabasites et méta-ultrabasites sont très intensivement altérées sous conditions climatiques tropicales et la mine d'amiante de Bagenovskoe (Oural Central, Russie), où des roches de même type sont exposées à l'altération sous conditions tempérées continentales. La prévision de la stabilité des talus à long terme, en tenant compte du développement de l'altération dans les massifs, y a été analysée. Nous avons également procédé à des simulations en laboratoire de l'altération et de l'évolution de l'altérabilité de diverses roches. Deux types de simulation ont été réalisés : l'altération physique par cycles de gel-dégel intensif et l'altération chimique par cycles de lessivage en eau chaude en extracteur Soxhlet. L'analyse et la comparaison des résultats en laboratoire et in situ permettent de quantifier les processus d'altération et, enfin, d'établir les schémas de développement à long terme d'instabilités dans différents massifs rocheux sous diverses conditions climatiques.

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Sissman, Olivier. "Séquestration minérale du CO2 dans les basaltes et les roches ultrabasiques : impact des phases secondaires silicatées sur le processus de carbonatation." Paris, Institut de physique du globe, 2013. http://www.theses.fr/2013GLOB0001.

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Abstract:

La formation de carbonates constitue une option pérenne de séquestration géologique du dioxyde de carbone (CO2), susceptible de participer significativement à la réduction des émissions d’origine anthropique. Or, notre compréhension du mécanisme de carbonatation, ainsi que des blocages cinétiques rencontrés au cours de cette réaction chimique, n’est encore que peu développée. Bien qu’il existe de nombreuses études portant sur les cinétiques de dissolution des silicates basiques et de précipitation de carbonates, peu de travaux se sont intéressés à l’impact que la formation de phases secondaires non carbonatées pouvait produire sur ces cinétiques réactionnelles. C’est le parti pris par ce travail de thèse, dans la mesure où seule une bonne connaissance du mécanisme global de carbonatation pourra rendre ce procédé prédictible et efficace. Des données expérimentales de dissolution et carbonatation en réacteur fermé ont ainsi été obtenues sur des minéraux et roches pertinents. Dans une première partie, nous nous intéressons à la carbonatation de l’olivine, phase majeure des péridotites et mineure des basaltes, à 90°C et sous une pression de CO2 de 280 bars. L’altération d’olivine de San Carlos (Mg1. 76Fe0. 24SiO4) est inhibée par la formation d’un gel de silice en surface du minéral, dès lors que le milieu atteint la saturation vis de la silice amorphe (SiO2am). Le transport des espèces, qui se poursuit par un mécanisme de diffusion intra-solide à travers la couche de silice, devient l’étape limitante, ralentissant le processus de dissolution de l’olivine de San Carlos de cinq ordres de grandeur. En revanche, cette passivation des surfaces ne se produit pas lors de l’altération de calcio-olivine (Ca2SiO4), malgré la formation d’une couche de silice. Cette comparaison démontre que ce n’est pas la structure du silicate primaire qui contrôle les propriétés de transport de la silice, mais sa composition chimique. Le second volet se focalise sur la dynamique de formation des phases secondaires, en explorant les effets produits par l’ajout de ligands organiques, ainsi que par des variations de température. L’ajout de citrate à 90°C accélère bien la dissolution d’olivine de San Carlos d’un ordre de grandeur, et permet de libérer du magnésium en concentration suffisante pour former des carbonates avant que la silice ne précipite depuis la solution et passive les surfaces de l’olivine. Une expérience à 120°C en eau pure met en évidence le rôle de la valence du fer (et donc de la fugacité d’oxygène du système) sur les propriétés de transport de la silice, et le fait qu’un environnement réduit doit être nécessaire pour rendre viable la carbonatation de l’olivine. Enfin, une expérience similaire à 170°C montre, par la formation d’un phyllosilicate ferreux en remplacement de la silice, que la minéralogie et les propriétés passivantes des couches interfaciales évoluent avec la température. Le troisième volet de ce travail s’intéresse à la carbonatation d’une roche totale, un basalte provenant d’un site pilote de stockage de CO2 (Hellisheidi, Islande), composé de plagioclases calciques, de pyroxènes, d’oxydes de fer et d’olivines ferromagnésiennes. L’analyse minéralogique et chimique des produits de réaction à 150°C montre que c’est essentiellement l’olivine qui se carbonate. Cette étude confirme le rôle de la fO2 dans la formation de phases passivantes transitoires, et montre que le fer, lorsqu’il ne se situe pas dans le silicate, peut agir efficacement pour réduire le système et initier la formation de carbonates ferromagnésiens.

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Ouangrawa, Mariam. "Etude des composés du fer dans l'altération latéritique de roches ultrabasiques : exemples de Nouvelle-Calédonie et du Burkina Faso (Ton-Brédié)." Poitiers, 1990. http://www.theses.fr/1990POIT2304.

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Abstract:

Ce travail traite de l'alteration lateritique sur roches ultrabasiques. Le processus qui a ete analyse est l'accumulation et l'evolution des composes ferrugineux lors de l'alteration des mineraux primaires. Pour cela, deux exemples de profils d'alteration ont ete etudies. Le premier exemple concerne des profils d'alteration developpes sur roche a caractere ultrabasique marque, pauvre en aluminium et riche en nickel. Sur ces profils, c'est la goethite qui est largement representee. L'hematite n'apparait que quand le nickel est fortement lessive et que l'aluminium n'est pas a son accumulation maximum. Le deuxieme exemple concerne un profil d'alteration developpe sur roche a caractere plus basique, pauvre en nickel et riche en aluminium sous forme de kaolinite. Dans ce cas, c'est le developpement de l'hematite qui parait etre privilegie. Mais dans un second temps, la destabilisation de la kaolinite qui libere l'aluminium dans le milieu permet une evolution de l'hematite vers une goethite alumineuse. Pour chaque cas, des analyses mineralogiques et geochimiques ont ete menees a l'echelle de la sequence, a l'echelle du micron. Elles ont permis de determiner les degres d'organisation verticale des profils d'alteration et de proposer des mecanismes pour les principales transformations mineralogiques geochimiques et structurales. Ainsi, il semble qu'il y ait un controle chimique dans l'evolution des composes ferrugineux, l'aluminium et le nickel favorisant la stabilite de la goethite au detriment de l'hematite

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Evrard, Catherine. "Processus métallogéniques associés aux interactions hydrothermales entre l'eau de mer et les roches ultrabasiques du manteau, exemple de la ride Médio-Atlantique." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00927274.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié les sulfures hydrothermaux qui se forment dans les environnements ultrabasiques le long de la ride Médio-Atlantique, afin de préciser les processus hydrothermaux mantelliques et les processus métallogéniques à l'origine des enrichissements des sulfures en métaux. A l'échelle régionale, des failles de détachement à faible pendage, qui portent à l'affleurement les roches du manteau, contrôlent les circulations de fluides, alors que le moteur thermique des convections hydrothermales est activé à l'échelle locale par des intrusions gabbroïques au sein des roches du manteau. Les sulfures hydrothermaux étudiés au cours de ce travail proviennent de différents sites hydrothermaux à substrat ultrabasique (Ashadze, Logatchev, Rainbow), ainsi que des sites à substrat basaltique (Snake Pit, Krasnov). La caractérisation minéralogique des échantillons hydrothermaux par observation microscopique et par spectroscopie à diffraction X a conduit à une sélection des échantillons avant des analyses plus détaillées. Les analyses chimiques par spectroscopie, fluorescence X et ICP pour la détermination des compositions isotopiques du cuivre et des concentrations en métaux traces, terres rares et étain, ont été effectuées sur divers sulfures de cuivre (chalcopyrite, bornite, digenite, covellite, stannite), le cuivre ayant la particularité de précipiter sous différentes formes en fonction de la température, du pH, des conditions rédox et de la fugacité en oxygène et en soufre du milieu. L'étude de la sphalérite, sulfure de zinc, a principalement servi d'élément de comparaison pour les concentrations en métaux traces. L'étude des sulfures le long de ces failles amène un certain nombre de spécificités géochimiques et minéralogiques des minéralisations hydrothermales associées aux roches du manteau sur les dorsales lentes. Ces caractéristiques précisent les processus métallogéniques locaux dans les minéralisations formées sur le plancher océanique. A une échelle plus globale, nos résultats permettent également de discuter des particularités des circuits hydrothermaux mantelliques et de la nature des roches impliquées dans les réactions hydrothermales en profondeur. L'enrichissement en cuivre des sulfures primaires et secondaires des sites hydrothermaux est caractéristique des environnements ultrabasiques. L'étude de la composition isotopique de ce métal permet donc de travailler sur l'évolution des structures hydrothermales et de tracer les réactions chimiques qui s'y produisent. Le peu de variations dans les différentes roches d'où est extrait le cuivre ne permet pas de discuter de sa source. Cependant le fractionnement important des isotopes du cuivre lors de l'oxydation des sulfures primaires met en avant des processus locaux à l'échelle de la cheminée. L'oxydation et la réduction du cuivre, ainsi que la dissolution et la précipitation des sulfures secondaires fractionnent les isotopes du cuivre et vont, soit l'appauvrir en isotopes lourds dans le cas des sulfures résiduels, soit l'enrichir en isotopes lourds dans le cas des sulfures secondaires issus des fluides d'altération. Les données acquises permettent également de préciser les processus de maturation des monts par incorporation puis réduction de sulfures oxydés et donc fractionnés en cuivre. Les métaux traces des sulfures hydrothermaux sont de bons traceurs du substrat lessivé. L'abondance du nickel traduit l'interaction hydrothermale avec les roches ultrabasiques. Les fortes concentrations en étain ainsi que les spectres de terres rares normalisés aux chondrites et les anomalies négatives en europium peuvent s'expliquer par un lessivage de roches acides, telles que les trondhjémites situées au sommet des intrusions gabbroïques. La présence de ces roches dans les cores complexes océaniques implique une fusion partielle des gabbros en cours de refroidissement en profondeur. Cette fusion est induite par un abaissement du point de fusion du gabbro lié à l'injection d'eau de mer en profondeur le long des failles de détachement. Les concentrations en métaux traces permettent aussi de travailler sur les complexes intervenant dans le transport de ces métaux et donc d'étudier les phases liquides à l'origine de leur transport. La séparation de phase intervenant lors de la remontée des fluides, génère deux types de fluides, un fluide de forte salinité et un fluide en phase vapeur condensée de faible salinité. Ces fluides peuvent emprunter des cheminements différents le long des failles On peut ainsi considérer que lors de l'ébullition, la phase vapeur se sépare de la saumure et migre vers le haut du mur pour alimenter les sorties de fluides. Cette séparation et la migration du fluide sont contrôlées, et sans doute facilitées, par la présence de la faille de détachement sur le mur du rift. Les failles de détachement génèrent des roches acides, trondjhémites, riches en étain, qui vont enrichir les minéralisations ultrabasiques. L'étain est ensuite extrait de ces roches par les interactions hydrothermales et précipité en surface sous forme de stannite dans les zones chaudes des cheminées hydrothermales. Les concentrations primaires de l'étain dans les sphalérites peuvent être remobilisées et reconcentrées, à la fois dans la sphalérite et la chalcopyrite lors du remplacement de la sphalérite par la chalcopyrite au coeur des cheminées et sans doute également au coeur de l'amas sulfuré. La géochimie des éléments mineurs dans les minéralisations sulfurées permet donc d'estimer les types de roches impliqués dans les réactions hydrothermales, ainsi que l'évolution de certains métaux en fonction des conditions chimiques du milieu. Nos études sur les minéralisations hydrothermales associées aux systèmes hydrothermaux mantelliques montrent le rôle central des grandes failles de détachement. En effet, d'une part elles contrôlent les remontées et les sorties de fluides hydrothermaux et d'autre part elles génèrent par injection d'eau en profondeur des roches acides, inhabituelles sur les dorsales. A leur tour, ces roches acides, telles que les trondhjémites, traduisent des processus plus globaux contrôlés par les circulations inhabituelles de grands volumes d'eau le long des failles de détachement, ce qui constitue une caractéristique importante des dorsales lentes. En conclusion, l'étude des interactions hydrothermales le long des grandes failles de détachement constitue une étape primordiale dans la compréhension et la localisation des systèmes hydrothermaux. La connaissance des minéralisations polymétalliques est indispensable au développement économique mondial des ressources terrestres.

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Latham, Marc. "Altération et pédogénèse sur roches ultrabasiques en Nouvelle-Calédonie : Genèse et évolution des accumulations de fer et de silice en relation avec la formation du modèle." Dijon, 1985. http://www.theses.fr/1985DIJOS009.

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Richard, Maryannick. "Géologie et pétrologie d'un jalon de l'arc Taïwan-Luzon : l'île de Batan (Philippines) : étude des nodules mantelliques métasomatisés en enclaves dans les laves calco-alcalines potassiques." Brest, 1986. http://www.theses.fr/1986BRES0001.

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Abstract:

Dans le cadre du programme de recherche pluridisciplinaire du GIS "Océanologie et géodynamique" sur l'arc de Luzon-Taiwan, volet pétrologique d'un ensemble comportant notamment la mission océanographique "POP 2"; ce travail, conçu tout d'abord comme une étude géologique et pétrologique du magmatisme de la partie nord de l'arc Luzon-Taïwan (des îles de Lanyu, Lutao, et archipel de Batanes) a été réorienté suite à la découverte sur l'île de Batan, de nodules ultramafiques métasomatisés extrêmement rares en contexte d'arc insulaire. Ces roches ont par ailleurs fait l'objet d'études structurales, d'études géochimiques des éléments en traces, d'études géochimiques isotopiques SR-ND et d'études des inclusions fluides. L'auteur rapporte les principaux résultats, dans la mesure où ils apportent des contraintes permettant la discussion des caractéristiques pétrologiques et géochimiques du manteau sous-jacent aux arcs insulaires, et des rapports entre ce manteau et la génèse des laves des arcs

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Horswill, Micha. "Minéralisation du carbone dans une halde à résidus miniers ultramafiques : une approche pétrophysique et géophysique." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/30789.

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Entezari, Zarandi Ali. "Dynamics of passive minerals carbonation in ultramafic mining wastes and tailings." Doctoral thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27833.

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Abstract:

L'élaboration de stratégies économiquement viables pour le stockage à long terme du dioxyde de carbone est devenue depuis quelques années un enjeu majeur en réponse aux préoccupations liées au réchauffement planétaire. Le captage et stockage du carbone (CSC) est considéré comme l'un des scénarios possibles visant à contrer le phénomène du réchauffement planétaire en ciblant le CO₂ atmosphérique. La carbonatation minérale – dans des plateformes de CCS – devrait être une option privilégiée pour la capture et le stockage permanent du carbone, connaissant la réactivité de matériaux alcalins tels que les silicates de magnésium et la brucite avec le dioxyde de carbone pour former des carbonates stables et respectueux de l'environnement. La carbonatation minérale passive des minéraux contenus dans les rejets ultramafiques pourrait être considérée comme une option économiquement attrayante en raison de la disponibilité de grandes quantités de rejets miniers riches en magnésium, de granulométrie très fine et hautement réactifs. De plus, les réactions impliquées dans la carbonatation minérale se font relativement facilement dans les conditions ambiantes. Le CO₂ est principalement dissous dans l'eau provenant de la pluie et de la fonte des neiges pour former des ions HCO₃₋ et CO₃²⁻. Des ions métalliques tels que le Mg²⁺ et le Ca²⁺ sont également lessivés dans l'eau permettant ainsi la formation de carbonates métalliques. Des travaux expérimentaux de laboratoire ont été réalisés afin d'identifier la dynamique de la carbonatation minérale passive dans des conditions environnementales qui prévalent généralement dans les régions du Québec, au Canada. Une cellule de carbonatation à diffusion différentielle a été développée pour suivre la cinétique de carbonatation minérale dans des conditions ambiantes. Les mesures cinétiques ont révélé le rôle complexe de l'eau à la fois dans le milieu réactionnel et en partie dans les processus de carbonatation. L'analyse par diffraction aux rayons X en fonction du temps et les observations au microscope électronique à balayage révèlent la formation de carbonates de magnésium intermédiaires, poreux et métastables qui ont ensuite évolué en couches de nesquehonite moins poreuses. Ces minéraux secondaires sont responsables de la passivation des surfaces malgré la disponibilité d’une partie de la brucite qui n’avait pas encore réagie. Cependant, les résultats ont montré que l'abrasion des surfaces de rejets préalablement carbonatés peut permettre l’exposition de surfaces fraiches permettant ainsi une carbonatation supplémentaire des résidus. Des essais de carbonatation à température variable ont été effectués dans les plages de température chaude (35 ± 1 ° C), de laboratoire (23 ± 2 ° C), faible (5 ± 1 ° C) et de congélation (-5 ± 2 ° C) pour considérer les différences saisonnières. Les résultats suggèrent que la température a un effet notable sur la cinétique de carbonatation et une baisse de la température a provoqué un ralentissement de la réaction, bien que la carbonatation soit, d’un point de vue thermodynamique, définie comme une réaction exothermique. De plus, il a été observé que le séchage et les cycles de gel/ dégel étaient à l'origine d'un effet thermomécanique de "pelage" qui induit des microfractuations des couches de carbonates secondaires permettant à l'eau et au gaz de migrer et de réagir avec des sites donneurs de Mg. L'analyse par spectroscopie FTIR a révélé que des carbonates de magnésium hydratés tels que la nesquehonite se forment parallèlement à la dissolution de la brucite pendant la carbonatation minérale des résidus miniers de nickel riches en brucite. Cependant, les résultats suggèrent aussi que la nesquehonite n'est pas le produit final de carbonate de magnésium hydraté. En effet, une surveillance à long terme (sur 2 ans) d'un matériau déjà carbonaté a révélé que la nesquehonite initiale a évolué en dypingite et en hydromagnésite, dépendamment de l'âge, des cycles de mouillage/séchage et de la profondeur où le carbonate initial s'est formé. Néanmoins, la nesquehonite pourrait maintenir sa stabilité sur des périodes prolongées si elle n'est pas soumise à des conditions humides.
Developing economically feasible strategies for long-term storage of carbon dioxide has become over the past few years a major stake in response to the concerns over global warming. Carbon capture and storage (CCS) is widely believed to be one of the possible scenarios aimed in challenging the global warming phenomenon by targeting the atmospheric CO₂ content. Mineral carbonation – in the platform of CCS – is anticipated to be a premium option for permanent carbon capture and storage owing to the known reactivity of alkaline materials such as magnesium silicates and brucite with carbon dioxide to form stable and environmentally benign carbonates. Passive mineral carbonation of ultramafic mine waste and tailing minerals could be considered as an economically attractive option owing the availability of large amounts of magnesium-rich mining wastes, which are regarded to be virtually free, typically fine grained and highly reactive. Moreover, the energy input of nature is employed in passive mineral carbonation which is likewise free. In this way, CO₂ is mainly dissolved in water resulting from rain and snow season. Metal ions such as Mg²⁺ and Ca⁺ are also leached into the water allowing the formation of metal bicarbonate and consequently formation of metal carbonates. Laboratory experimental works were done in order to identify the dynamics of passive mineral carbonation under environmental conditions prevailing the Quebec region, Canada. A differential diffusion carbonation cell was developed to monitor the kinetics of mineral carbonation under ambient conditions. The kinetic measurements revealed the complex role of water both as reacting medium and moiety in the carbonation pathway. Time-dependent X-ray powder diffraction analysis and scanning electron microscopy reveal formation of transitional, metastable porous, flaky magnesium carbonates which subsequently evolved into less porous nesquehonite layers, which are shown to be responsible for surface passivation despite availability of unreacted brucite. However, surface abrasion was shown to liberate previously carbonated NIMT particles resulting in further carbonation on freshly exposed surfaces. Temperature dependent carbonation tests were performed in the ranges of hot (35 ± 1 °C), laboratory (23 ± 2 °C), low (5 ± 1 °C), and freezing (-5 ± 2 °C) to mimic different seasonal conditions. Temperature had a notable effect on the carbonation kinetics and lowering temperature caused a reaction slowdown despite carbonation is thermodynamically defined as an exothermic reaction. Moreover, it was observed that drying and freeze/thaw cycles were at the origin of a thermomechanical “peel-off” effect which inflicted micro–fractures to the carbonate product layers enabling water and gas to engulf beneath and react with freshly unearthed Mg donor sites. FTIR spectroscopy analysis revealed that hydrated magnesium carbonates such as nesquehonite are being formed parallel to brucite dissolution during mineral carbonation of brucite-rich nickel mining tailings. However, it was observed that nesquehonite is not the ultimate hydrated magnesium carbonate product. Long–term monitoring over 2 years of an already carbonated material revealed that the initial nesquehonite has evolved into dypingite and hydromagnesite depending on age, wetting/drying history and the depth where initial carbonate has been formed. Nonetheless, nesquehonite could maintain its stability over prolonged times if not being subjected to wet/ humid environmental conditions.

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Boukhalfa, Lakhdar. "Diversité et signification géodynamique des complexes ultrabasiques/basiques d'âge proterozoïque supérieur du rameau oriental pharusien de la chaîne panafricaine (Hoggar, Algérie)." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10040.

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Abstract:

Présentation de plusieurs complexes, répartis en trois types, d'après leurs caractères pétrographiques, minéralogiques et géochimiques. Chaque type correspond à une étape géodynamique particulière de l'évolution du domaine pharusien. On propose un modèle géodynamique de mise en place en système de bassins intrasialiques

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Traoré, Daouda. "Serpentinisation hydrothermale et altération latéritique des roches ultrabasiques en milieu tropical : Evolution géochimique et minéralogique de la minéralisation en platine de la Rivière des Pirogues (Nouvelle-Calédonie)." Phd thesis, Nouvelle Calédonie, 2005. http://portail-documentaire.univ-nc.nc/files/public/bu/theses_unc/TheseDaoudaTraore2005.pdf.

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Abstract:

La transformation exogène qui affecte les roches émergées de la ceinture intertropicale, a édifié aux dépends des péridotites de Nouvelle-Calédonie, d'épais manteaux latéritiques enrichis en divers métaux. L'objectif de cette étude a été de caractériser les évolutions chimique et minéralogique des éléments et minéraux du groupe platine dans cet environnement latéritique. L'approche pétrographique et pétrologique a permis de mettre en évidence une modification précoce de la minéralisation initiale pendant la serpentinisation par un processus de désulfuration des sulfures précurseurs, et une précipitation de nouveaux minéraux du groupe platine (PGM). Dans l'environnement exogène, les PGM évoluent selon leur composition chimique initiale. L'isoferroplatine (Pt3Fe) parait stable, alors que le tétraferoplatine (PtFe), la tulameenite(Pt2FeCu) et les oxydes de Pt-Fe s'altèrent, avec une lixiviation sélective de leurs composants chimiques : S > Cu > Pd > Fe > Pt.

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Gaudin, Anne. "Cristallochimie des smectites du gisement latéritique nickélifère de Murrin Murrin (Australie Occidentale)." Aix-Marseille 3, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX30028.

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Abstract:

Les smectites sont les principaux minéraux nickélifères ( ̃0. 15 atome par ư maille) dans le gisement latéritique de Murrin Murrin (Ouest de l'Australie). Dans le but de localiser le nickel dans la structure des smectites et d'étendre les connaissances cristallochimiques des smectites formées en altération de roches ultrabasiques, nous en avons réalisé une étude détaillée. Les smectites de plasma (en remplacement des anciens grains d'olivine) sont ferrifères. Leur charge octaédrique est souvent prédominante. Ces smectites sont intermédiaires entre des nontronites et des montmorillonites Fe. Les smectites de fissure présentent une gamme de substitution continue (Fe-Al)VI et une charge tétraédrique et octaédrique, 4 pôles sont nécessaires pour les représenter : beidellite-Al, montmorillonite-Al, nontronite-Fe, montmorillonite-Fe. Dans les couches octaédriques les cations ne se distribuent pas de manière aléatoire et les atomes de nickel sont ségrégés en domaines de petite taille
Smectites are the main nickeliferous minerals ( ̃0. 15 atom by ư unit cell) from the lateritic deposit of Murrin Murrin (Western Australia). In order to locate nickel in the structure of the smectites and to improve the knowledge about the crystal chemistry of the smectites formed in eathering of ultrabasic rocks, we studied accurately their mineralogy and crystal chemistry. The "smectites of plasma", iron-rich, present an octahedral charge often predominant. They are intermediate between a nontronite and a montmorillonite Fe. The "smectites of crack" show a continuous range of Al for Fe octahedral substitutions,and, a tetrahedral and an octahedral charge. Four end-members are necessary to represent them : beidellite-Al, montmorillonite-Al, nontronite-Fe, montmorillonite-Fe. In the octahedral sheets, the distribution of the cations is not random and the atoms of nickel are segregated in small trioctahedral clusters

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Couturier, Marc. "Rétromorphoses hydratées des péridotites : exemple du massif de la Bessenoits (Massif central français)." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30195.

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Abstract:

Le massif de la bessenoits (decazeville, aveyron), represente un temoin des zones internes du massif central francais charrie sur les zones meridionales plus externes. Il est constitue de series fortement metamorphiques et de metaperidotites. Associees a des metabasites (gabbros, norites, eclogites) dans le complexe leptyno-amphibolique de la bessenoits, les serpentinites contiennent des reliques d'olivine, d'orthopyroxene et de spinelle partiellement transforme. Une hornblende tremolitique, constamment presente, est interpretee comme un derive metamorphique d'un clinopyroxene initial. Les caracteres texturaux, chimiques et mineralogiques des ultrabasites du massif de la bessenoits correspondent a ceux d'une peridotite orogenique (tectonite mantellique). L'evoltuion des compositions modales corrigees indiquent une fusion partielle dans le champ de stabilite des iherzolites a spinelle. La composition chimique en elements inertes vis a vis du metamorphisme, en particulier les spectres des elements de transition, permet d'interpreter les metawebsterites comme des cumulats mantelliques en equilibre avec un liquide de nature tholeiitique. Les gabbros presentent les caracteres de tholeiites d'arc. Ils resulteraient de la fusion hydratee du manteau appauvri sous-jacent aux peridotites de la bessenoits dans lesquelles une partie des liquides auraient ete pieges. Les protolithes a l'origine des eclogites a disthene pourraient correspondre aux gabbros mis en place dans la croute continentale. Les norites et les eclogites a rutile qui en derivent, se rapprochent par de nombreux aspects des tholeiites d'arriere-arc. La source a l'origine des norites presente un caractere enrichi qui la distingue de celle des gabbros. Cette diversite des sources est un caractere des bassins marginaux. La retromorphose des ultrabasites est etudiee d'un point de vue mineralogique et geochimique dans le but de discriminer les evolutions metamorphiques et ante-metamorphiques des elements chimiques (majeurs, transition, terres rares, lithophiles). La comparaison systematique avec des massifs peridotitiques non retromorphoses permet de distinguer les evolutions retromorphiques de basse temperature, de haute temperature, et les signatures ante-metamorphiques. La remobilisation des elements en trace resulte principalement du metamorphisme de haut degre. En particulier, les spectres des terres rares sont interpretes en fonction des transformations mineralogiques et d'effets chromatographiques lies a l'introduction d'un fluide aqueux. La composition calculee du fluide en equilibre avec les ultrabasites de la bessenoits, comparee a celle de fluides issus de la croute profonde et du manteau superieur montre des similitudes entre le fluide metamorphique qui a affecte les metaperidotites et des fluides en relation avec des domaines en subduction.

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El, Atrassi Fatima. "Les pyroxénites à grenat du massif de péridotites de Beni Bousera (Rif, Maroc) : marqueurs de l'évolution magmatique et métamorphique d'un corps mantellique en voie d'exhumation." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066183.

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Abstract:

La pétrographie des pyroxénites à grenat du massif orogénique de Beni Bousera (Rif, Maroc) apporte des informations sur les modalités de son exhumation. Les pyroxénites à grenat contenant des agrégats de graphite se sont bien formées à des profondeurs asthénosphériques comme en atteste la découverte de microdiamants préservés dans ces agrégats. Les diamants millimétriques, précurseurs de ces agrégats, composaient la paragenèse primaire de ces pyroxénites avec le grenat et les pyroxènes, comme l’indique la composition des inclusions de silicate contenues dans les agrégats de graphite. Les silicates primaires enregistrent des températures supérieures à 1200°C. Une première phase de remontée asthénosphérique conduit à la graphitisation du diamant. Puis, la décomposition des pyroxènes primaires en lamelles de Cpx, d’Opx et de grenat se produit dans une lithosphère amincie et chaude d’une épaisseur de 80-100 km. La croissance des grenats secondaires a lieu sous la température de blocage des échanges Mg-Fe entre grenat et pyroxènes, estimée à environ 1050°C (à 15-20 kbar). Des couronnes de symplectite se développent autour du grenat lorsque le massif atteint la base de croûte continentale constituée de kinzigite, à une profondeur de 30-40 km. La présence d’amphibole, de plagioclase et de films de silicate préservés dans les agrégats de graphite témoigne d’un évènement de réchauffement tardif, responsable de la fusion partielle des pyroxénites en présence d’eau. La présence d’amphibole et de phlogopite dans une webstérite à grenat et dans une péridotite à spinelle témoigne d’une série d’évènements métasomatiques mantelliques ayant affecté le massif au cours de son exhumation
The petrological study of garnet pyroxenites from the orogenic Beni Bousera massif (Rif, Morocco) brings important constraints on the conditions of its uplift. The garnet pyroxenites which contain graphite aggregates formed at asthenospheric levels, as indicated by the preservation of submicrometric diamonds in these aggregates. The original macrodiamonds belonged to the primary paragenesis along with garnet and pyroxenes as indicated by the composition of silicate inclusions now included in the aggregates. The primary silicates record temperatures in the order of 1200°C but could have formed at higher temperature. A first stage of uplift in the asthenosphere probably led to the graphitization of diamond. Further on, within a thinned and hot lithosphere (80-100 km thick), primary clinopyroxene first decomposed into lamellar Cpx and Opx before garnets were further exsolved. The growth of these secondary garnets took place below the blocking temperature of Mg-Fe exchanges between garnet and pyroxenes (ca. 1050°C at 15-20 kbar). Symplectite rims formed around garnet while the massif reached the lower crustal levels composed of kinzigite, at a depth of around 30-40 km. A late heating event led to partial melting of the pyroxenites as evidenced by the presence of silicate films preserved in the graphite aggregates and the occurrence of interstitial amphibole and plagioclase. Previous events of mantle metasomatism are testified by the presence of amphibole and phlogopite in a garnet websterite and in a spinel peridotite

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Gueddari, Khalid. "Approche géochimique et physico-chimique de la différenciation des éléments du groupe du platine (PGE) et de l'or dans le manteau supèrieur bético-rifain et dans les xénolites de péridotites sous continentales." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10031.

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Abstract:

L'etude de la distribution des elements du groupe du platine (pge: ir, ru, rh, pt et pd) et de l'or dans les peridotites des massifs ultrabasiques orogeniques (ronda, beni bousera) permet de mettre en evidence le comportement differentiel de cu, pt et pd par rapport a ni, ir et ru au cours de la fusion partielle. Ce comportement resulte d'une extraction de cu, pt et pd par les liquides silicates sous forme d'une phase sulfuree. A l'inverse, ir et ru restent pieges dans les residus de fusion probablement sous forme de grains refractaires interstitiels. Le rh qui montre un comportement refractaire a ronda contrairement a beni bousera ne peut pas etre attribue a son incorporation dans le spinelle mais suggere plutot des fs#2 plus faibles dans les peridotites de ronda que dans celles des beni bousera. Par ailleurs, la distribution des pge dans les xenolites de peridotite a spinelle des basaltes alcalins (france, sud de l'espagne) est caracterisee par des spectres des teneurs normalisees au manteau relativement plats et ne semble pas etre influencee par le processus de fusion. Elle refleterait une refertilisation ou une retention d'une fraction sulfuree riche en pt et en pd par un manteau plus ou moins deprime, a la suite de multiples extractions basaltiques. Les spectres des teneurs en pge et en au de pente pd/ir positive et variable, couples aux compositions en elements majeurs et en traces, illustrent l'heterogeneite geochimique des pyroxenites des massifs de ronda et des beni bousera. Ces pyroxenites peuvent etre regroupees dans deux lignees distinctes. Une premiere (pyroxenites a grenat s. S. Et pyroxenites a spinelle s. L. ) est caracterisee par un rapport al#2o#3/feotot <2. 7. Les basses teneurs en ir, ru et rh peuvent etre reliees a une precipitation precoce de ces elements en reponse a une augmentation de fo#2 tandis que les teneurs en pt, pd et au sont gouvernees par les sulfures. Certaines similitudes entre les pyroxenites a grenat s. S et les pyroxenites a spinelle s. L. Suggerent un lien genetique entre ces deux facies. La seconde lignee, correspondant a des clinopyroxenites a grenat corindon tres alumineuses (al#2o#3/feotot > 2. 7), montre des niveaux de teneurs tres faibles, ou au contraire, tres riches en pge. La variation des teneurs observee ne concerne que les ppge et l'au et peut etre attribuee a une segregation d'une faible fraction de sulfures.

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Sevin, Brice. "Cartographie du régolithe sur formation ultrabasique de Nouvelle-Calédonie : Localisation dans l’espace et le temps des gisements nickélifères." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2014. http://www.theses.fr/2014NCAL0067/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour sujet l'étude du régolithe développé sur les massifs ultrabasiques de Nouvelle-Calédonie. Dès l'Oligocène, la Nappe des Péridotites est soumise à l'altération supergène sous climat tropical humide. Le manteau d'altération (régolithe) qui se développe est le siège de phénomènes géologiques dont l'un des plus remarquables estl'enrichissement des teneurs en Ni et Co. Ce régolithe très particulier, que constituent les profils latéritiques sur rochesultrabasiques, a été largement étudié par le passé, surtout pour son intérêt économique. Une synthèse des connaissances a été réalisée. De nombreuses données acquises durant cette thèse permettent de mieux cerner l'évolution minéralogique, géochimique et géologique des profils d'altération. Un apport important sur la connaissance des saprolites fines (oulatérites), peu étudiées, a été réalisé. La cartographie des formations ultrabasiques et de leur manteau d'altération (1/ 50000) s'appuie sur des observations de terrain classiques, et fait appel à la géomorphologie, l'analyse structurale, l'altérologie, l'hydrogéologie, etc. Afin d'améliorer la couverture cartographique sur des zones difficiles d'accès, de nouveaux outils ont été évalués. Le premier outil, la télédetection hyperspectrale, a permis avec succès de cartographier des zones de sols nus, mais aussi de réaliser des cartes minéralogiques ayant un intérêt pour la prospection minière (carte de répartition des oxy-hydroxydes de fer, carte du taux de serpentinisation). La deuxième méthode utilise quant à elle la spectrométrie gamma au sol, pour cartographier le cortège d'intrusif de l'ophiolite. L'âge de formation des manteaux d'altération reste difficile à établir. Le recours à une méthode de datation par paléomagnétisme a permis pour la première fois d' attribuer un âge aux cuirasses sommitales des profil s. Les âges les plus anciens obtenus (25 Ma) montrent que l'altération a débuté dès l'Oligocène supérieur à Thiébaghi et Goro, aux deux extrémités de la Grande Terre, mais qu'elle s'est interrompue à Thiébagi et qu'elle s'est pours uivie jusqu'à la période actuelle dans le Sud du Massif du Sud (Goro). L'étude pétrographique et paléomagnétique des cuirasses des klippes de la côte ouest montrent la difficulté de retrouver des témoins de la surface oligocène sur ces massifs. Les observations géomorphologiques témoignent d'un démantèlement avancé de ces massifs sous l'effet de mouvements verticaux importants. Une vision globale des évènements« post-abduction » peut-être proposée par l'étude complémentaire des (i) sédiments post-abd uction [Népoui principalement) et des (ii) granitoïdes oligocènes. En effet, la découverte récente d'un calcaire d'âge Miocène inférieur sous le conglomérat de Pindaï (Groupe de Népoui) permet de réévaluer précisément l'âge de dépôt de ce conglomérat torrentiel, constitué principalement d'éléments des profils d'altération oligocènes. L'âge obtenu est très proche de de celui du granite de Koum ayant subi une exhumation rapide (données traces de fissions sur apatite). L'ensemble des donnéesconvergent vers une cause tectonique plutôt qu'eustatique pour expliquer les mouvements verticaux importants responsables de la géomorphologie actuelle de la Ride de Norfolk. La rupture de la plaque plongeante, responsable de l'abduction, a permis la mise en place du granitoïde de Koum et le soulèvement de la Ride, à la faveur de l'ouverture d'une fenêtre asthénosphérique permettant la remontée de manteau.Le taux de surrection différent entre le Nord et le Sud de la Grande Terre est responsable de la configuration actuelle des massifs de péridotite. Dans le Nord du Massif duSud, la côte ouest et le Nord, les massifs sont montagneux et les gisements de nickel sont de type silicaté saprolitique (quelques plateaux présentent des latérites). Dans l'extrémité méridionale du Massif du Sud, les paysages sont des bassins et les gisements de nickel sont du type oxydé latéritique
This work deals with regolith development on ultramafic rocks in New Caledonia. From the Oligocene on, the peridotite Nappe is subject to supergene weathering under wet tropical climate. The weathering mantle (regolith) that develops, led to geological phenomena of which the most remarkable are economie concentrations of Ni and Co. This particular regolith developed on ultramafic rocks, has been extensively studied in the past, especially for its economie interest. A lmowledge synthesis is presented. Data acquired during this work helps identifying the mineralogical, geochemical and geologicalevolution of weathering profiles. An important contribution to the knowledge of the Jess known fine saprolite (or laterite), has been done. Mapping ultramafic units and their weathering mantle (1/50, 000) is based on usual field observations, geomorphology, structural analysis, alterology, hydrogeology, etc. To improve mapping in remote areas, new tools were assessed. The first tool, hyperspectral remote sensing, has been successful used on areas of bare sail, but also to performmineralogical mapping having an interest in mineral exploration (mapping of distribution of iron oxy-hydroxides and of serpentinisation grade). The second method used is the gamma spectrometry to map the late-intrusive dyke network of the ophiolite. The age of formation of the regolith remains difficult to establish. The use of an indirect method by paleomagnetic dating allows for the first time to assign an age to the top-most ferricrete of the weathering profiles. The oldest age obtained (25 Ma) shows that weathering began during Late Oligocene at Thiébaghi and Goro, at both ends of the Grande Terre, butceased at Thiébagi while continuing up to the present period in the south of Massif du Sud (Goro). The paleomagnetic and petrographie study of ferricretes from the West Coast klippen, show the difficulty of finding remnants of the Oligocene surface on these units. Geomorphological observations show evidences of an early dismantling of the regolith onthese units due to large vertical movements. An overview of "post-abduction" events may be proposed by the further study of (i) post-abduction Oligocene sediments (Népoui series) and (ii) Late Oligocene granitoids. The recent discovery of an Early Miocene limestone unit of younger age below the Pindaï conglomerate (Népoui Group) allows to reassess precisely the time of deposition of this torrential conglomerate, consisting mainly of Oligocene regolith elements. Age obtained is very close to that of the Koum granite that has undergone a rapid exhumation (new apatite fission tracks data). A tectonic rather than eustatic cause explains better the large vertical movements responsible for the present geomorphology of the Norfolk Ridge. Slab break off of the overridden plate, responsible for the abduction, allowed the intrusion of Koum granitoid and the uplift of the ridge, du ring the opening of an asthenospheric window. The different rate of uplift between the North and the South of Grande Terre is responsible for the present configuration of peridotite massifs. In the northern part of Massif du Sud, the West Coast and the North of Grande Terre, the ultramafic units are in a mountainous context and nickel deposits are of the saproiite silicate type (a few plateaus have also laterite deposits). In the southern part of Massif du Sud, in a context of basins, nickel deposits are of the oxide lateritic type

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Zongo, Charly Sagite. "Données biologiques et physiologiques sur les semences de quelques espèces de milieux ultramafiques néo-calédoniens." Nouvelle Calédonie, 2010. http://portail-documentaire.univ-nc.nc/files/public/bu/theses_unc/TheseCharlyZongo2010.pdf.

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Ongen, Sinan. "Les échanges métasomatiques entre granitoïdes et encaissants particuliers (calcaires, dolomies, ultrabasites, séries manganésifères) : l’exemple de la péninsule de Biga, Anatolie nord-ouest, Turquie." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10349.

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Abstract:

En Turquie-nw, trois localités types ont été sélectionnées afin de montrer la diversité des skarns bi-metasomatiques et les minéralisations qui leur sont respectivement associées: à Karakoy, entre la granodiorite du pluton d'Euciler et les horizons calcareux du groupe de Kazdag, nous observons les paragenèses du skarn calcique et des cornéennes qui mettent en évidence les conditions de formation du facies des cornéennes à pyroxène (600-600c, (1,5-2,0 kb). L'important dépôt de wollastonite s'est forme au-dessus de 500c en raison de la forte activité de si et de h#2o ainsi que d'un dégagement rapide de co#2. A Bakirlik Tepe, entre la monzonite du pluton de gurece et les olistostromes calcareux de la formation de Karakaya, nous observons un skarn à pyroxène à minéraux manganésifères et une minéralisation zincifère dans les conditions suivantes: tc<400c, fugacité élevée de l'oxygène, environnement enrichi en h#2o. A Derekoy, entre la monzonite et la dolomie de Kapakli (jurassique supérieur), nous observons un endoskarn à composition de monzonite à olivine et un skarn magnésien à forsterite fassaite, ainsi qu'une importante minéralisation de magnétite

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Begou, Patrick. "Distribution des éléments du groupe du platine et de l'or dans les roches basiques et ultrabasiques : approche de leur comportement géochimique orthomagmatique pendant les phénomènes de fusion partielle et de cristallisation fractionnée." Phd thesis, Grenoble 1, 1989. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00682743.

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Abstract:

Les éléments du groupe du platine (POE) sont représentés, par l'osmium (Os),l'iridium (Ir), le ruthénium (Ru), le rhodium (Rh), le platine (Pt) etle palladium (Pd). L'or (Au) leur est fréquemment associé à cause de ses propriétés physico-chimiques voisines. Une méthode de dosage permettant la détermination de ces éléments (à l'exception de Os) à des teneurs d'ultratraces (inférieures ou égales au mg/t) a été développée dans notre laboratoire. Elle consiste en une coprécipitation et concentration de ces éléments par voie humide à haute température. Elle est associée à une détermination en spectrophotométrie d'absorption atomique électrothermique. Le matériel utilisé, la méthode analytique, son domaine d'application et ses limites font l'objet du premier chapitre. L'étude de la distribution des PGE dans le manteau supérieur est actuellement peu documentée. Avant d'aborder les mécanismes de fusion partielle ou de cristallisation fractionnée, il est nécessaire de tenter de définir une typologie géochimique la plus complète possible pour les teneurs en PGE des Iherzolites à spinelle du manteau supérieur sous continental. Le second chapitre est donc consacré à l'étude de l'écaille tectonique de lherzolites à spinelles de l'étang de Lherz (Ariège, France). La distribution des PGE dans ce complexe ultrabasique est caractérisée par une très faible pente des spectres de teneurs normalisées au manteau. Ils sont cependant fortement déprimés en Pt (< 0,5 ppb). Ce caractère a également été observé au cours d'autres analyses effectuées sur des Iherzolites à spinelle (Massif du Lubéron, Massif Central ... ) qui militent en faveur d'une généralisation de ce caractère. Les harzburgites associées aux lherzolites à spinelle de l'étang de Lherz ont permis d'aborder les phénomènes de fusion partielle et de contrôler la plus ou moins grande mobilisation des PGE par ces mécanismes. Les filons de pyroxénolites anhydre ou à amphibole ont permis par contre une approche du fractionnement magmatique dans un système ouvert: ils constituent en effet des conduits nourriciers indépendants recoupant la Iherzolite encaissante. Le comportement des PGE pendant le fractionnement d'un liquide silicaté est un phénomène complexe contrôlé par les coefflcients de partage, les paramètres thermodynamiques, la capacité en soufre du magma ... Le Filon Robert (Bande de Cape Smith, Québec, Canada) représente un liquide de type basalte komatiitique fractionné dans un système fermé. Son étude détaillée, à partir de l'évolution des teneurs calculées du liquide résiduel en équilibre avec les ségrégats fractionnés, nous a permis de caractériser plusieurs tendances au cours du fractionnement des PGE. Il est ainsi possible de mettre en évidence une précipitation des PGE contrôlée par les paramètres thermodynamiques, en étroite relation avec les caractéristiques des phases cristallisées. Cette analyse montre la complexité des mécanismes de fractionnement des PGE et souligne la non-représentativité d'une étude ne faisant intervenir qu'un seul processus de fractionnement dans ce contexte (normalisation à 100% de sulfures, diagrammes binaires de corrélation ... ). Elle montre également que dans les amas minéralisés ce ne seront pas forcement les niveaux les plus riches en sulfures qui possèderont les plus fortes teneurs en PGE.

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Grégoire, Michel. "Pétrologie des enclaves ultrabasiques et basiques des îles Kerguelen (TAAF) : les contraintes minéralogiques et thermobarométriques et leurs implications géodynamiques." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET4001.

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Abstract:

La province Sud-Est des îles Kerguelen a livré plusieurs gisements d'enclaves ultrabasiques-basiques (UB-B) qui ont été remontées par des laves très alcalines. A l'exception des éclogites, tous les types connus en domaines continentaux et océaniques sont représentés. Cette grande variété a conduit à une typologie hiérarchisée par les critères texturaux (1er ordre) et minéralogiques (2ème ordre). Trois types et sept sous-types sont définis. Le type I est caractérisé par des textures de tectonites mantelliques ; il possède les sous-types Iα (harzburgites) et Iβ (dunites). Le type II, aux textures métamorphiques avec des reliques de textures magmatiques, renferme les sous-types IIa (assemblages a cpx + opx + sp), IIb (cpx + ilm + sp) et IIc (métagabbros a ilménite). Le type III a des textures franchement magmatiques et livre les sous-types hornblenditiques et biotitiques. Les types I et II ont fait l'objet d'une étude plus approfondie que le type III. Les enclaves de type I proviennent du manteau supérieur et elles sont rééquilibrées dans le champ de stabilité des péridotites à spinelle. Elles témoignent d'une compétition entre plusieurs processus mantelliques: fusion partielle, métasomatisme et interactions manteau-magmas. L'un des deux types de harzburgites contient un clinopyroxène qui témoigne très clairement de l'interaction manteau-magmas. Le même mécanisme joue un rôle principal dans la genèse des dunites et des enclaves composites auxquelles elles sont associées. Les enclaves de type II sont à l'origine des cumulats et ségrégats magmatiques. Le type IIa forme une suite complète, depuis des termes ultrabasiques (péridotites) jusqu'à des termes basiques (métagabbros). Il peut être relié au magmatisme tholéiitique-transitionnel de l'archipel. Plusieurs réactions (symplectites, coronites) sont observées et certaines produisent des associations a saphirine ± grenat. Ces roches ont été rééquilibrées dans les conditions du faciès granulite, de 0,5 a 1,6 GPa et de 900 à 1000 °C. Le type IIb correspond a des ségrégats profonds de magmas alcalins mis en place dans le manteau supérieur (0,7 a 1,35 GPa, 850 à 1000 °C). Le type IIc forme un ensemble très homogène, proche des compositions des liquides tholéiitiques-transitionnels de surface, et rééquilibré dans les conditions du faciès granulite. Une discussion intégrant ces arguments aux données géochronologiques et géophysiques permet de confirmer et d'expliquer l'épaississement crustal déduit de l'évolution des vitesses sismiques en profondeur. L'extrémité nord du plateau de Kerguelen a été édifiée lors de la jonction entre la ride Inde/Antarctique et la ride Australie/Antarctique, entre 56 et 43 Ma. à proximité du Moho des magmas tholéiitiques-transitionnels très abondants, produits par la synergie de la jeune ride est-indienne et du point chaud de Kerguelen, ont forme des cumulats et des ségrégats qui ont été sous-plaques et qui ont largement participé à l'épaississement crustal. Celui-ci est ensuite amplifié par la surcharge volcanique liée a la durée du point chaud, les cumulats refroidissent lentement et s'enfoncent jusqu'à des profondeurs correspondant au faciès granulite. Les magmas alcalins, plus jeunes, remontent ensuite les fragments de ces roches profondes. Cet épaississement crustal, ainsi que certains caractères particuliers des complexes magmatiques de l'archipel, permet d'envisager une densité anormalement faible de la lithosphère et, par voie de conséquence, de proposer son « insubductabilité », Kerguelen serait alors un protolithe continental
Several occurences of ultrabasic and basic xenoliths, uplifted by peralkaline lavas, lay in the South-East province of the Kerguelen Islands. They display all types of both continental and oceanic UB-B inclusions, except eclogites. Such a wide diversity leads to a typology which is hierarchically classified by textural criteria (1st class) and by mineralogical ones (2nd class). Three main types and seven subtypes are proposed. The type I has mantle tectonite textures and it is divided in a subtype Iα (harzburgites) and in a subtype Iβ (dunites). The type II presents metamorphic textures with relicts of magmatic ones. It presents three subtypes : IIa (cpx + opx + sp), IIb (cpx + ilm + sp) et IIc (ilmenite bearing metagabbros). The type III has purely magmatic textures and it is represented by hornblenditic and biotitic inclusions. The present study focuses mainly on types I and II which are related to the lower crust and to the upper mantle. Inclusions of type I belong to the upper mantle and have been reequilibrated in the "spinel perioditic" stability field. They indicate the role of several mantle processes : partial melting, metasomatism, and magma-mantle interactions. The presence of a clinopyroxene in one of the two harzburgite types clearly expresses the interactions between mantle and magmas. A similar process plays a major role int he origin of the dunites and of the dunite-bearing composite xenoliths. The inclusions of type II were initially magmatic cumulates and segregates. The type IIa consists of a complete series of rocks, from ultrabasic peridotites to basic metagabbros, and may be related to the tholeiitic-transtional magmatism of the archipelago. Some of the sympletitic and coronitic reactions lead to mineral associations with sapphirine ± garnet which expresses reequilibrations in the granulite facies conditions, from 0. 5 to 1. 6 GPa and from 900 to 1000°C. The type IIb differs in that it corrsponds to mineral segregates, occuring fromalkaline magmas in the upper mantle layers (0. 7 to 1. 35 GPa, 850 to 1000°C). The type IIc is an homogeneous group of rocks, of which the composition is close to the tholeiitic-transitional volcanic liquids and have been reequilibrated in the granulite facies conditions. Discussion supporetd by geochronological and geophysical data argues and explains the crustal thickeneing which was previously deduced from the deep seismic velocity variations. The Northern end of the Kerguelen plateau was formed when the junction occured between the India/Antarctic ridge and of the Australia/Antarctic one, at 56 to 43 Ma. The synergy of the young East-Indian Ridge and of the Kerguelen hot spot was at the origin of a very voluminous production of tholeiitic-transtional magmas of which many cumulates and segregates were underplated in the viscinity of the Moho. This process of crustal thickening by underplating was later amplified by the volcanic overload related to the logevity of the hot spot. Then, while their temperature slowly decreased, the UB-B cumulates were sunk to depths at which they were reequilibrated into granulite facies conditions. The younger alkaline magmas then uplifted pieces of these deep rocks. Such a crustal thickening, as well as some specific features of the magmatic complexes of the archipelago, allow the assumption of an anomalous weak density of the lithosphere, and consequently leads one to propose the unsubductability of Kerguelen islands which may be considered then as a continental protolith

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Tremblay, Joniel. "Optimisation de la carbonatation minérale de divers résidus miniers ultramafiques." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30117/30117.pdf.

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Abstract:

La formation de carbonates de magnésium et/ou calcium à l’aide du CO2 atmosphérique (carbonatation minérale) permet la séquestration permanente du CO2. Puisque la réaction se produit naturellement dans certains résidus miniers, il est possible d’utiliser ces derniers dans un esprit de développement durable. Le but de cette recherche est d’optimiser la carbonatation minérale de résidus miniers par des manipulations physico-chimiques et par l’ajout de sels organiques neutres. Cet ajout devrait permettre de faciliter la mise en solution des ions magnésium contenus dans le résidu minier et ainsi faciliter la précipitation de carbonates de magnésium. Des tests en eudiomètre ont été réalisés en variant différents paramètres tels que la concentration de CO2 dans la phase gazeuse, la teneur en eau des résidus, le type de résidus utilisé et en ajoutant divers sels organiques tels que citrate, oxalate et EDTA de sodium en différentes concentrations afin de favoriser la carbonatation minérale. Les essais ont été réalisés sur différents résidus miniers riches en silicates/oxydes/hydroxydes de magnésium provenant des mines de Black Lake, Asbestos, Dumont, Raglan et Renard. Les résultats indiquent que le résidu plus réactif est de loin Dumont, suivi par Asbestos et Black Lake. Raglan et Renard sont très peu réactifs. La teneur en eau des résidus pour obtenir une réaction optimale varie de 20% à 60%. L’eau interstitielle est un solvant nécessaire pour la mise en solution des ions Mg, mais trop d’eau nuit à la diffusion du CO2. Une relation linéaire entre la concentration en CO2 dans la phase gazeuse et le taux d’absorption a été observée. En remplaçant l’eau par des solutions de chélates, l’absorption de CO2 a pu être augmentée de 24% avec une solution d’EDTA d’un pH de 8,35 concentrée à 0,19M. Cependant, la meilleure solution varie en nature autant qu'en concentration d'un résidu minier à l'autre. Ces données montrent qu’il est possible de favoriser la séquestration naturelle de CO2 de manière significative.

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Assima, Gnouyaro Palla. "Ambient carbonation of mining residues - Understanding the mechanisms and optimization of direct carbon dioxide mineral sequestration." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30373/30373.pdf.

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Abstract:

Les énormes quantités de résidus miniers ultramafiques (ultrabasiques), RMU, produites par les activités minières à travers le monde et accumulées sous forme d’amas plurikilométriques suscitent un vif intérêt quant à leur possible virtuosité à séquestrer de manière stable et durable le CO2. Accessibles à coût quasi nul et très souvent sous forme concassés et/ou broyés, les RMU facilitent leur propre mise en œuvre dans diverses technologies et procédés de séquestration minérale du CO2. Conséquemment, les RMU se sont retrouvés au cœur de plusieurs procédés de capture du CO2 de post/précombustion, jumelés à divers actifs accélérateurs tels que les réactifs chimiques, les hautes températures et/ou les hautes pressions. La vitesse de la réaction de carbonatation des RMU étant relativement plus faible que la vitesse d’émission du CO2 des échappements des usines, beaucoup d’études autour de cette alternative de capture du CO2 ont été progressivement abandonnées. La nécessité d’une recherche plus approfondie et plus systématique de la réactivité des RMU s’est donc imposée afin de déceler et de décoder les divers intervenants de la réaction et éventuellement proposer des conditions optimales pour améliorer leur réactivité dans des conditions moins contraignantes. Le présent travail de thèse explore par conséquent le potentiel des RMU disponibles dans la province de Québec (Thetford Mines, Asbestos, Nunavik, Amos, Mont Otish) dans les conditions ambiantes, en tant qu’alternative économiquement rentable pour soutirer directement le CO2 de l’atmosphère et atténuer les conséquences associées à sa hausse, notamment le réchauffement planétaire et les problèmes qui en découlent. Toutes les expériences ont été réalisées à l’échelle laboratoire sur des lits fixes de RMU de plusieurs grammes (3-200 g) avec pour objectif de reproduire, le plus fidèlement possible, les tas de résidus naturellement entreposés sur les sites miniers. Les caractéristiques du volume gazeux (teneur en CO2, teneur en oxygène, humidité relative et température) et des lits fixes de RMU (saturation liquide, conductivité ionique, perte de charge et température) sont continuellement examinées afin de déchiffrer les mécanismes sous-jacents de la réaction. Afin de mener à bien nos études, plusieurs réacteurs ont été spécifiquement construits pour simuler les divers aléas climatiques. L’impact des conditions environnementales auxquelles sont assujetties les résidus dans leur lieu de stockage telles que les fluctuations de température, la précipitation liquide, la submersion, l’assèchement, le gradient d’oxygène et la diffusion du CO2 a été minutieusement étudié. Les périodes sèches et les périodes de fortes pluies ont été catégorisées comme étant non propices à la séquestration du CO2. Une faible saturation liquide des pores des RMU est par contre adéquate à la carbonatation car combinant la dissémination rapide des espèces dissoutes du CO2 et la création dans tout le tas de résidus de zones super-réactives. Les périodes chaudes accélèrent substantiellement la capture du CO2 comparativement aux périodes froides. Ces dernières sont toutefois caractérisées par une génération perceptible de chaleur potentiellement récupérable par des systèmes géothermiques fonctionnant à de basses températures. Le pouvoir oxydant de l’oxygène de l’air génère une passivation précoce des particules de RMU, inhibant la réaction par la précipitation des hydroxydes de fer (III). La mise en œuvre de techniques de chélation, de drainage et d’aération a également été étudiée et proposée dans le but d’améliorer et de faire perdurer la réaction de carbonatation dans les conditions ambiantes.
The huge amounts of ultramafic (ultrabasic) mining residues (UMR) produced by mining activities around the world, which accumulate as multi-square kilometer stockpiles, are leading to a growing interest regarding their possible use as stable and permanent sinks for atmospheric CO2. Virtually costless and often found crushed and / or ground, UMR can be exploited in various technologies and methods for CO2 mineral sequestration. Consequently, UMR is ubiquitous at the heart of several post / pre-combustion CO2 capture processes, often paired with various enhancers/accelerators such as chemical reagents, high temperatures and / or high pressures. The carbonation reaction rate using UMR is relatively lower than the rate of CO2 emission from plant exhaust and therefore, many studies revolving around this CO2 capture alternative were gradually abandoned. The necessity of more thorough and systematic investigation of the reactivity of UMR obliges us to identify and decode the various bottlenecks of the carbonation reaction and eventually provide the best possible conditions to improve their reactivity under less constraining conditions. This thesis, therefore, explores the potential of UMR sources available in Quebec (Thetford Mines, Asbestos, Nunavik, Amos, Otish Mountain), under ambient conditions, as a cost-effective alternative to remove CO2 from the atmosphere and mitigate the consequences directly associated to its increase, such as global warming and its associated problems. All experiments were performed on a laboratory scale fixed bed using a small samples (3-200 g) of UMR with the goal to mimic as closely as possible, mining residue piles existing or abandoned on mine sites. The gas volume characteristics (CO2 and oxygen contents, relative humidity and temperature) and UMR fixed-bed characteristics (liquid saturation, ionic conductivity, pressure drop and temperature) were continually monitored in order to unveil the underlying mechanisms of the reaction. In order to carry out our studies, several reactors were built specifically to simulate various modes of climatic change. The impact of various environmental conditions to which the residues are subjected in their storage location, such as temperature fluctuations, precipitation, flooding, drought, oxygen gradients and CO2 diffusion has been thoroughly studied. Dry and heavy rain periods were categorized as unsuitable for CO2 sequestration. Conversely, low liquid saturation within the UMR pores is suitable for carbonation by combining a fast dissemination of CO2 dissolved species and creation of highly reactive sites throughout the mining residue pile. Warm periods substantially accelerate the rate of CO2 uptake as compared to cold periods, which in contrast, are characterized by a substantial heat generation possibly retrievable by low temperature geothermal systems. The presence of oxygen in the reaction medium induces rapid UMR particle passivation by iron (III) hydroxide, promptly inhibiting the reaction. The implementation of techniques such as chelation, draining and venting was also investigated with the aim of improving and sustaining the carbonation reaction under ambient conditions.

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BENOIT, VINCENT. "Etat d'equilibre de peridotites du manteau superieur : application au plateau du colorado." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077186.

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Deux nouvelles calibrations de methodes thermobarometriques a partir de donnees experimentales. La premiere basee sur la solubilite de diopside entre clinopyroxene et orthopyroxene. Elle prend en compte l'effet d'elements mineurs tels que na et fe. Ce thermobarometre, combine avec le thermometre base sur la solubilite de l'enstatite dans les deux pyroxenes fournit un bon outil pour tester l'etat d'equilibre des peridotites a spinelle. La deuxieme calibration est basee sur la solubilite du chrome dans la spinelle et le grenat coexistants

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Berger, Julien. "Les associations de roches basiques-ultrabasiques néoprotérozoïques d'Amalaoulaou (Gourma, Mali), du Tassendjanet (Hoggar occidental, Algérie) et cénozoïques du Saghro (Anti-Atlas, Maroc) : témoins de l'évolution géodynamique de la ceinture péri-cratonique ouest-africaine." La Rochelle, 2008. http://www.theses.fr/2008LAROS236.

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Ce travail retrace l’évolution de la suture panafricaine le long de l’axe Anti-Atlas, Hoggar occidental, Gourma, depuis l’activité tectono-magmatique néoprotérozoïque pré-panafricaine jusqu’à l’activité magmatique anorogénique cénozoïque via l’étude de quatre massifs basiques-ultrabasiques disposés à la périphérie du craton ouest-africain. Le massif d’Amalaoulaou (Gourma, Mali) est interprété comme la racine d’un insulaire arc intra-océanique ayant enregistré la mise en place de magmas basiques (unité des métagabbros) à un stade immature de l’évolution de l’arc (subduction naissante) vers 800-790 Ma. Les gabbros quartziques (~720 Ma) et les gabbros à hornblende de l’unité supérieure ont des signatures de magmas d’arc plus franche, témoins d’une source mantellique plus enrichie par l’apport de la plaque océanique plongeante. Les métagabbros sont ensuite affectés par une recristallisation et localement par une l’anatexie en conditions du faciès granulitique. De nombreuses veines leucocrates se développent à ce stade, ce sont principalement des anorthosites et des tonalites (mises en place vers 660 Ma) provenant de la fusion partielle des métagabbros (850°C-1000°C, P>10 kbar). Cette fusion génère également des résidus denses à grenat-clinopyroxène-rutile, associations fréquemment présentes dans les racines d’arcs plus récents et reflétant la maturation de l’arc. L’arc d’Amalaoulaou est ensuite exhumé et charrié sur le craton ouest-africain dans des conditions de basse température et moyenne pression (550°C, 6-9 kbar), probablement au même moment que l’exhumation des éclogites du Gourma (~620 Ma). L ‘épisode de subduction océanique est suivi par la subduction continentale dans le Gourma et le Hoggar occidental. Les éclogites/amphibolites de Tiléouine et Tin Zebbane (Hoggar occidental) sont des métabasaltes tholéiitiques enrichis et alcalins intracontinentaux ayant plongé à 60 km de profondeur (600°C, 17 kbar) lors de la subduction d’une partie du terrane du Tassendjanet. Même si la nature géochimique du protolithe est encore reconnaissable, ces métabasaltes ont subi une différenciation chimique lors de la recristallisation à haute pression par interaction avec les fluides issus de la déshydratation des métasédiments. L’exhumation (615-600 Ma) se fait relativement lentement, ce qui induit un rééquilibrage thermique (750°C, ~10 kbar) avant l’exhumation à basse température (660 °C, 7-8 kbar) précédant de peu voire synchrone à la phase collisionnelle. L’intrusion basique-ultrabasique de Tiléouine marque la fin de la collision panafricaine dans le Hoggar occidental (600-590 Ma). C’est une ancienne chambre magmatique différenciée, mise en place entre 10 et 20 km de profondeur, et montrant une évolution magmatique depuis des cumulats ultramafiques riches en olivine, spinelle et pyroxène vers des gabbros riches en plagioclase. Le magma parental est d’affinité tholéiitique enrichie et tire probablement sa source de la lithosphère sous-continentale. La mise en place de cette intrusion est contemporaine d’un contexte tectonique transtensif induisant un amincissement lithosphérique au niveau du Tassendjanet. Cette suture péri-cratonique est réactivée au Cénozoïque, lors de la convergence Afrique-Europe, ce qui se marque par la mise en place de laves alcalines, notamment dans l'Est de l’Anti-Atlas marocain (Saghro : 10-3 Ma). Les néphélinites du Saghro sont issues de faibles taux de fusion partielle d’une source mantellique contenant un composant HIMU et localisée à la limite asthénosphère/lithosphère (70-100 km sous l’Anti-Atlas). La cristallisation fractionnée de ces magmas génère des phonolites, par fractionnement de feldspath, néphéline, apatite et sphène, principalement. L’étape finale de différenciation se marque par la formation de phases peu communes comme la hainite et la lorenzenite. Ces magmas se sont mis en place à la faveur de fentes de tension et de fractures ouvertes ayant la même orientation que la contrainte principale au Mio-Pliocène
This study focuses on the Neoproterozoic to Cenozoic evolution of the eastern and northern border of the West African Craton. Four massifs, characterised by a basic-ultrabasic association located in Gourma (Mali), Western Hoggar (Algeria) and Anti-Atlas (Morocco) are investigated in order to constrain the evolution of the peri-cratonic suture from the Neoproterozoic to the Cenozoic. The Amalaoulaou massif (Gourma, Mali) represents the root of a Neoproterozoic intra-oceanic island arc. Its evolution begun with the emplacement (800-790 Ma) of tholeiitic basic magmas (now recrystallised in metagabbros) that have a source only slightly enriched by slab-derived components. This event corresponds to the beginning of the subduction, when the arc is still immature. Quartz and hornblende gabbros from the upper unit (~720 Ma) represent chilled melts that have a more pronounced arc signature, thus reflecting a higher degree of enrichment by slab-derived components in the mantle source. The syn- to late-magmatic evolution is marked by recrystallisation and localised melting in the deep arc crust, forming anorthositic to tonalitic melts (660 Ma) and garnet-clinopyroxene-rutile residues. The arc root is exhumed at low T conditions (550°C, 6-9 kbar), probably at the same time as the UHP eclogite exhumation. Oceanic slab subduction is rapidly followed by continental subduction. The Tiléouine/Tin Zebbane eclogites/amphibolites are intracontinetal tholeiitic metabasalts recrystallised under HP conditions (600°C, 17 kbar) during subduction of the Tassendjanet terrane. The eclogites were subject to chemical differentiation during HP recrystallisation due to interaction with fluids derived from the dehydration of continental sediments. Eclogites were subject to thermal reequilibration during the first steps of exhumation (750°C, ~10 kbar) and these conditions were progressively overprinted by low-T conditions (660°C, 7-8 kbar) just before the collision stage. The basic-ultrabasic intrusion of Tiléouine (Western Hoggar) is emplaced just after the collision stage (600-590 Ma). The parental magma of the series is most probably a continental tholeiitic basalt having a lithospheric mantle source. It has crystallised ultramafic cumulates dominated by olivine, spinel and pyroxenes and progressively followed by plagioclase-rich gabbros. Magma emplacement at 10-20 km depth is coeval with transtensional tectonics that probably induced lithospheric thinning. Reactivation of the peri-cratonic suture in intraplate anorogenic setting is marked by the emplacement of Cenozoic alkaline lavas in the Anti-Atlas (Saghro volcanic field, Morocco). The mantle-derived nephelinites are low degree partial melts products of a HIMU-bearing mantle source that was probably located close the asthenosphere/lithosphere boundary. Fractional crystallisation of K-feldspar, nepheline, apatite and titanite lead the parental magma towards phonolitic composition. Late-stage magmatic evolution of the phonolites is responsible for the development of accessory minerals that are usually found in agpaitic systems (hainite and lorenzenite). The magmas were emplaced along tension gashes or open fractures that have the same orientation as the principal stress in the southern Atlas system during Mio-Pliocene times

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Berger, Julien. "Les associations de roches basiques - ultrabasiques néoprotérozoïques d'Amalaoulou (Gourma, Mali), du Tassendjanet (Hoggar occidental, Algérie) et cénozoïques du Saghro (Anti-Atlas, Maroc): témoins de l'évolution géodynamique de la ceinture péri-cratonique ouest-africaine." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2008. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210499.

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Ce travail retrace l’évolution de la suture panafricaine le long de l’axe Anti-Atlas, Hoggar occidental, Gourma, depuis l’activité tectono-magmatique néoprotérozoïque pré-panafricaine jusqu’à l’activité magmatique anorogénique cénozoïque via l’étude de quatre massifs basiques-ultrabasiques disposés à la périphérie du craton ouest-africain.

Le massif d’Amalaoulaou (Gourma, Mali) est interprété comme la racine d’un arc intra-océanique ayant enregistré la mise en place de magmas basiques (unité des métagabbros) à un stade immature de l’évolution de l’arc (subduction naissante) vers 800-790 Ma. Les gabbros quartziques (~720 Ma) et les gabbros à hornblende de l’unité supérieure ont des signatures de magmas d’arc plus franche, témoins d’une source mantellique plus enrichie par l’apport de la plaque océanique plongeante. Les métagabbros sont ensuite affectés par une recristallisation et localement par une anatexie en conditions du faciès granulitique. De nombreuses veines leucocrates se développent à ce stade, ce sont principalement des anorthosites et des tonalites (mises en place vers 660 Ma) provenant de la fusion partielle des métagabbros (850°C-1000°C, P>10 kbar). Cette fusion génère également des résidus denses à grenat-clinopyroxène-rutile, associations fréquemment présentes dans les racines d’arcs plus récents et reflétant la maturation de l’arc. L’arc d’Amalaoulaou est ensuite exhumé et charrié sur le craton ouest-africain dans des conditions de basse température et moyenne pression (550°C, 6-9 kbar), probablement au même moment que l’exhumation des éclogites du Gourma (~620 Ma).

L ‘épisode de subduction océanique est suivi par la subduction continentale dans le Gourma et le Hoggar occidental. Les éclogites/amphibolites de Tiléouine et Tin Zebbane (Hoggar occidental) sont des métabasaltes tholéiitiques enrichis et alcalins intracontinentaux ayant plongé à 60 km de profondeur (600°C, 17 kbar) lors de la subduction d’une partie du terrane du Tassendjanet. Même si la nature géochimique du protolithe est encore reconnaissable, ces métabasaltes ont subi une différenciation chimique lors de la recristallisation à haute pression par interaction avec les fluides issus de la déshydratation des métasédiments. L’exhumation (615-600 Ma) se fait relativement lentement, ce qui induit un rééquilibrage thermique (750°C, ~10 kbar) avant l’exhumation à basse température (660 °C, 7-8 kbar) précédant de peu voire synchrone à la phase collisionnelle.

L’intrusion basique-ultrabasique de Tiléouine marque la fin de la collision panafricaine dans le Hoggar occidental (600-590 Ma). C’est une ancienne chambre magmatique différenciée, mise en place entre 10 et 20 km de profondeur, et montrant une évolution magmatique depuis des cumulats ultramafiques riches en olivine, spinelle et pyroxène vers des gabbros riches en plagioclase. Le magma parental est d’affinité tholéiitique enrichie et tire probablement sa source de la lithosphère sous-continentale. La mise en place de cette intrusion est contemporaine d’un contexte tectonique transtensif induisant un amincissement lithosphérique au niveau du Tassendjanet.

Cette suture péri-cratonique est réactivée au Cénozoïque, lors de la convergence Afrique-Europe, ce qui se marque par la mise en place de laves alcalines, notamment dans l'Est de l’Anti-Atlas marocain (Saghro :10-3 Ma). Les néphélinites du Saghro sont issues de faibles taux de fusion partielle d’une source mantellique contenant un composant HIMU et localisée à la limite asthénosphère/lithosphère (70-100 km sous l’Anti-Atlas). La cristallisation fractionnée de ces magmas génère des phonolites, par fractionnement de feldspath, néphéline, apatite et sphène, principalement. L’étape finale de différenciation se marque par la formation de phases peu communes comme la hainite et la lorenzenite. Ces magmas se sont mis en place à la faveur de fentes de tension et de fractures ouvertes ayant la même orientation que la contrainte principale au Mio-Pliocène.

Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Lagrange, Alexandre. "Etudes écologique et microbiologique des espèces du genre Costularia (Cyperaceae), pionnières des sols ultramafiques en Nouvelle-Calédonie : application à la restauration écologique." Nouvelle Calédonie, 2009. http://portail-documentaire.univ-nc.nc/files/public/bu/theses_unc/TheseAlexandreLagrange2009.pdf.

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En Nouvelle-Calédonie, les sols développés sur roches ultramafiques (5. 500 km2) sont constitués à plus de 65% d’oxy-hydroxyde de fer, ils présentent des teneurs très faibles en azote et en phosphore (1/10 à 1/100 des teneurs moyennes), de surcroît ils sont déséquilibrés pour le rapport Ca/Mg et contiennent des concentrations très élevées en métaux lourds (nickel, manganèse, cobalt, chrome). L’exploitation à ciel ouvert du nickel sur ces sols associés à des écosystèmes particulièrement originaux et diversifiés doit prendre en considération à la fois les intérêts économiques et les préoccupations écologiques. Des espèces endémiques pionnières des sols ultramafiques ou cicatricielles des sites miniers dégradés ont été identifiées. Parmi ces espèces, plusieurs espèces de Costularia (Cyperaceae) sont préconisées pour la revégétalisation des sites miniers après exploitation. Les itinéraires techniques de restauration écologique des sites miniers requièrent une approche pluridisciplinaire intégrant des données pédologiques, physiologiques et microbiologiques des écosystèmes des maquis miniers. L’analyse des relations sols/plantes sur une toposéquence comprenant différents types de maquis a permis de mettre en évidence une relation directe entre les concentrations du sol en éléments disponibles et la diversité et l’organisation des espèces, notamment pour ce qui concerne la structuration de la strate herbacée. Ce travail couplé à la mise en place par la société SIRAS Pacifique d’un champ semencier expérimental de Cyperaceae a permis de montrer que la croissance de Costularia comosa répond positivement à la fertilisation azotée et phosphatée. L’expérimentation a permis également de souligner que la vigueur, la vitesse de développement, le taux de mycorhization et la fructification des plants sont stimulés par des doses modérées de ces éléments. D’autres travaux réalisés ont apporté un approfondissement de nos connaissances sur le rôle des microorganismes associés aux racines des Costularia. Ainsi, nous avons montré que neuf espèces pionnières de Cyperaceae étudiées in situ, développent des symbioses mycorhiziennes arbusculaires. Une expérience de mycorhization contrôlée de Costularia comosa a permis de montrer que la mycorhization par Glomus etunicatum est fonctionnelle, avec une augmentation de la biomasse des plants 2,8 fois supérieure au témoin. De plus, la mycorhization réduit la concentration en nickel dans la plante, suggérant un rôle barrière du champignon mycorhizien vis-à-vis du nickel. Dans cette étude, nous présentons également une description des populations bactériennes aérobies, hétérotrophes et résistantes au nickel, isolées des racines de deux espèces de Costularia inféodées aux maquis. Ces populations bactériennes sont de faible densité et dominées par les Protéobactéries. Certaines des souches isolées présentent une tolérance à 15 mM de nickel soluble et la capacité de solubiliser les phosphates. L’avancement apporté dans les connaissances concernant la nutrition minérale des Cyperaceae et le rôle des microorganismes qui leur sont associés permet d’envisager la mise en place en routine de champs semenciers productifs et l’utilisation des microorganismes associés aux Costularia dans les itinéraires techniques de restauration écologique pour en améliorer la réussite
In New Caledonia, soils developed on ultramafic rocks (5. 500 km2) are constituted of more than 65 % iron oxi-hydroxide. They present very low contents in nitrogen and phosphor (only 1/10 to 1/100 of average contents); besides their Ca / Mg ratio is unbalanced and they contain very high heavy metals concentrations (nickel, manganese, cobalt, chromium). Nowadays the nickel open mines which exploit such soils must consider both economic interests and ecological preoccupations, as these soils are associated to particularly original and diversified ecosystems. Within these, several endemic pioneer plant species have been identified. Among them, some Costularia (Cyperaceae) are recommended in revegetation programmes of mining sites, after their exploitation. Ecological restoration requires a multidisciplinary approach integrating soil sciences, physiological and microbiological data of ultramafic scrubland ecosystems. Analysis of soils / plant’s relations along a topo-sequence, including various types of scrubland, clearly shows there is a direct relationship between the concentrations of soil available elements and the variety and organization of the vegetation, in particular for the herbaceous stratum. This work, coupled with the creation of an experimental Cyperaceae seed orchard, in association with SIRAS Pacifique Company, indicates that the growth of Costularia comosa answers positively the nitrogenous and phosphated fertilization. The experiment also underlines the fact that vigour, growth speed, rate of mycorhization and fruiting of plants are stimulated by moderate doses of these elements. Other assays enabled to improve our knowledge of the role of the microorganisms associated to Costularia roots. Thus, we shows that nine pioneer species of Cyperaceae, studied in situ, develop arbuscular mycorhizal symbioses. An experiment of controlled mycorhization on Costularia comosa shows that mycorhization by Glomus etunicatum is functional, with an increase of the plants’ biomass of 2,8 times compared to the control. Furthermore, such a mycorhization of C. Comosa reduces the nickel concentration in the plant, suggesting the mycorhize acts as a barrier towards nickel. In this study, we also present a description of the aerobic, heterotrophic and nickel resistant bacterial populations isolated from roots of two Costularia species associated to ultramafic scrublands. The density of these bacterial populations is low and Protéobactéria dominate. Some of the isolated strains present a tolerance to 15 mM of soluble nickel and the capacity to solubilize phosphates. The progresses in both our knowledge of Cyperaceae mineral nutrition and the role of associated microorganisms brought by this study, allow to envisage the implementation of productive seed orchards and the use of the microorganisms associated to Costularia, in the technical routes for optimised ecological restoration plans

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Tabit, Adelhalim. "Equilibre orthopyroxene-spinelle : etude experimentale et theorique, application aux roches issues du manteau superieur." Clermont-Ferrand 2, 1986. http://www.theses.fr/1986CLF21025.

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Le travail concerne l'equilibre orthopyroxene-spinelle dans les lherzolites a spinelle, roches caracteristiques du manteau superieur. L'etude mineralogique d'echantillons naturels montre que les teneurs en aluminium et en chrome dans l'orthopyroxene varient avec la texture de l'echantillon, la composition globale du systeme et les conditions de temperature controlant les phases de deformation cristallisation. Le comportement des elements di- et triavalents dans l'equilibre orthopyroxene-spinelle peut etre utilise a des fins geovelocimetriques. Les resultats obtenus lors de l'etude experimentale du systeme simplifie cr::(2)o::(3)-mgo-al::(2)o::(3)-sio::(2) ont fait l'objet d'un traitement mathematique par methode d'inversion generalisee. On obtient ainsi une equation geothermometrique applicable aux roches ultrabasiques du facies lherzolite a spinelle: t4(k)=(61490-16000(y::(crsp))**(2))/(27-8,314lnkd)

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Georgiou, Elena. "Geologie, petrologie et petrochimie du complexe plutonique de la foret d'akapnou, chypre, et des gites de chromite associes." Orléans, 1987. http://www.theses.fr/1987ORLE2033.

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L'etude cartographique en depit d'un tectonique complexe, a permis d'observer de bas en haut: sequence mantelique (harzburgites a enclaves dunitiques); sequence cumulative (dunite principale, plastiquement deformee, wchrlites, pyroxenites, gabbros et plangiogranites)

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Peuble, Steve. "Caractérisation expérimentale des processus d’hydratation et de carbonatation des roches basiques et ultra-basiques." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20017/document.

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Abstract:

Depuis le milieu des années 90, la minéralisation in situ du CO2 est envisagée comme une solution durable et efficace pour limiter ses émissions anthropiques vers l'atmosphère. Il s'agit de récupérer le CO2 émis par certaines industries pour le piéger en profondeur sous forme minérale (carbonates) dans les aquifères mafiques et ultramafiques naturels (de type basaltes et péridotites). La carbonatation du CO2 a été largement décrite dans les systèmes naturels où elle apparait à travers une série de réactions chimiques couplées au transport des espèces réactives dans le fluide. Plusieurs expériences en réacteurs fermés ont été menées depuis une quinzaine d'années afin de mieux comprendre les paramètres physico-chimiques contrôlant ces réactions. Mais très peu d'études n'ont encore caractérisé les processus de transport-réactif au cours de l'injection et de la minéralisation in situ du CO2 dans ces roches.Ces travaux visent à répondre à 3 principaux objectifs : (i) caractériser l'évolution des chemins réactifs lors de l'injection de CO2 dans des roches (ultra-)mafiques, (ii) mesurer les effets en retour des réactions sur les propriétés hydrodynamiques du milieu et (iii) quantifier le rendement et la pérennité des processus sur le long terme. Ils s'appuient sur le développement de protocoles expérimentaux pour (i) reproduire l'injection de CO2 dans les roches (ultra-)mafiques et (ii) caractériser les réactions à l'aide d'une série d'outils géochimiques et analytiques de l'échelle atomique à centimétrique. Trois séries d'expériences de percolation réactive ont été réalisé sur des agrégats (ultra-)mafiques relativement simples (olivines de San Carlos et d'Hawaii) et plus complexes (basaltes de Stapafell) dans des conditions de P-T-confinement in situ (Ptot=10-25 MPa ; T=180-185°C;Pconf=15-28 MPa).Les résultats obtenus ont permis de différencier plusieurs chemins réactifs dans ces systèmes en fonction du transport du fluide, de la porosité du milieu, des hétérogénéités locales de la roche, de la minéralogie et/ou des variations locales de la composition chimique du fluide. Les calculs du bilan de masse ont révélé une minéralisation efficace du CO2 contrôlée par les propriétés chimiques et hydrodynamiques du milieu. Mais certaines réactions associées à l'altération des roches (ultra-)mafiques (hydratation) ont des effets en retour négatifs sur les propriétés réservoirs de la roche (porosité, perméabilité) pouvant compromettre la pérennité du stockage du CO2 dans les aquifères naturels sur le long terme.Ces nouvelles données permettront aux modèles numériques de mieux simuler la carbonatation des roches (ultra-)mafiques en connaissant les propriétés hydrodynamiques du milieu et les hétérogénéités structurales du réservoir. Elles suggèrent aussi qu'un meilleur contrôle de certains paramètres d'injection, comme le débit ou la composition du fluide injecté (ex: pCO2), permettrait d'améliorer le taux et le rendement de la carbonatation
Since the mid-90s, in situ mineralization of CO2 has been considered as a safe and efficient solution to mitigate its anthropogenic emissions to the atmosphere. It is to recover the CO2 emitted by some industries and trap it in the mineral form (carbonates) in mafic and ultramafic aquifers (e.g. basalts and peridotites). The carbonation of CO2 has been widely described in natural systems where it occurs through a series of complex chemical reactions coupled to the transport of reactive species in the fluid. Numerous experiments have been conducted in batch reactors over the past fifteen years to better understand the physico-chemical parameters controlling the carbonation of (ultra-)mafic rocks. But few studies have further characterized the coupling reactive-transport processes during the injection and in situ mineralization of CO2 in these rocks.This work aims to meet 3 main objectives: (i) characterize changes in reaction paths during the injection of CO2 in (ultra-)mafic systems, (ii) measure the feedbacks effects of chemical reactions on the hydrodynamic rock properties and (iii) quantify the efficiency and sustainability of such processes over long time periods. It is based on the development of experimental protocols to (i) reproduce the injection of CO2 into (ultra-)mafic rocks and (ii) characterize the reactions using a series of geochemical and analytical tools from the atomic to the centimetric scale. Three series of reactive percolation experiments have been performed on (ultra-)mafic aggregates from relatively simple (olivines from San Carlos and Hawaii) to more complex samples (basalts from Stapafell) under in situ P-T-containment conditions (Ptot=10-25 MPa; T=180-185°C; Pcont=15-28 MPa).The results allowed us to differentiate several reactions paths in these systems depending on the fluid transport, rock porosity, local hydrodynamic properties, mineralogy and/or local changes in the fluid composition. Mass balance calculations have revealed an efficient mineralization of CO2 in the samples. It is controlled by the chemical and the hydrodynamic properties of the rock at the pore scale. But some reactions associated with the alteration of (ultra-)mafic rocks (e.g. hydration) have negative feedbacks effects on the reservoir rock properties (porosity and permeability) that may compromise the sustainability of CO2 storage in natural aquifers in the long term.These new supporting data will allow numerical models to better simulate the carbonation of (ultra-)mafic rocks knowing the hydrodynamic properties and the structural heterogeneities of the reservoir. They also suggest that a better control of some injection parameters, such as the flow injection rate and the injected fluid composition (e.g. pCO2), would improve the rate and yield of CO2 mineralization in these systems

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Gras, Antoine. "Séquestration du CO₂ associée aux phénomènes de minéralisation passive du carbone dans les résidus miniers du Projet Dumont Nickel (Abitibi-Témiscamingue, Québec, Canada)." Doctoral thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/30265.

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Abstract:

L'implication des émissions de dioxyde de carbone (CO2) anthropiques dans les changements climatiques est aujourd'hui admise et des solutions émergent pour lutter contre l'accumulation de CO2. La minéralisation du carbone, qui permet de séquestrer le CO2 sous forme de carbonates, stables à l'échelle géologique, est une des options envisagées. Parmi les voies de minéralisation du carbone envisagées, la minéralisation passive des résidus miniers ultramafiques permettrait de compenser les émissions en CO2 d'une exploitation minière. Toutefois, les impacts sur la qualité des eaux de lixiviation et l'évolution de la capacité de séquestration en conditions naturelles, à moyenne et grande échelle, sont peu documentés. La compagnie RNC Minerals a pour objectif d'exploiter un gisement de nickel situé dans le Nord-Ouest de la province du Québec. L'exploitation du Projet Dumont Nickel (PDN) aboutirait à la production d'environ 1,7 Gt de résidus miniers ultramafiques. Les différents facteurs qui influencent la capacité de séquestration des résidus du PDN ont été étudiés en laboratoire, à des teneurs en CO2 variables. Dans cette étude, les processus de la minéralisation passive dans les résidus du PDN, sont décrits et la capacité de séquestration en CO2 atmosphérique est estimée à moyenne échelle, en conditions naturelles. Pour étudier les impacts de l'altération météorique des résidus miniers du PDN, deux cellules expérimentales ont été construites et instrumentées. La première EC-1, contient les résidus ultramafiques, qualifiés de stériles (Waste-rock) et la seconde EC-2 a été remplie avec les résidus d'usinage (Tailings). Les propriétés hydrogéologiques et la surface spécifique des résidus des deux cellules sont différentes alors que la minéralogie est similaire. Les résidus sont composés principalement d'antigorite, de lizardite, de chrysotile, de brucite, de magnetite et de chlorite. Entre 2011 et 2015, l'évolution de la concentration en CO2, de la minéralogie, et de la composition chimique des lixiviats ont été enregistrées. Le suivi des concentrations en CO2 permet d'observer une diminution de la concentration en CO2 de la surface (~390 ppmv) vers le fond des parcelles (~100 ppmv). Dans le même temps, la teneur en carbone dans les résidus altérés a augmenté et les analyses minéralogiques révèlent la présence de plusieurs carbonates de magnésium comme l'hydromagnésite. Ces données suggèrent que les résidus séquestrent du CO2 passivement. Dans les cellules expérimentales le CO2 peut provenir de 3 sources : (1) l'atmosphère, (2) la dégradation de la matière organique, et (3) la dissolution des carbonates. Les compositions isotopiques du CO2(g), et des carbonates néoformés ont été mesurées. Ces analyses ont permis de mettre en évidence que la dissolution du CO2(g) dans l'eau interstitielle limite la capacité de séquestration et que le CO2 atmosphérique est la source du CO2 séquestré. Malgré les différences entre les deux cellules expérimentales les même processus contrôlent la séquestration du CO2. Un modèle conceptuel de la réaction de minéralisation du carbone, comprenant l'évolution de la composition isotopique, est proposé. Les lixiviats, récoltés aux bas des cellules expérimentales entre mai et novembre depuis 2011 sont caractérisés par un pH alcalin (~9,5), une alcalinité élevée (~90 à ~750 mg/L) et une forte concentration en magnésium (~50 à ~750 mg/L). Cette composition est en accord avec l'altération des résidus ultramafiques en milieu ouvert au CO2. Depuis 2012, la composition chimique des lixiviats évolue en fonction des saisons. Ces variations saisonnières sont expliquées par : (1) les variations climatiques au cours d'une année et (2) l'augmentation de la précipitation de carbonate entre mai et juillet. La diminution saisonnière de l'alcalinité et de la concentration en magnésium, provoqué par l'augmentation de la précipitation de carbonates, induit une sous-saturation des minéraux carbonatés ce qui limite la capacité de séquestration en CO2. Un taux de séquestration en CO2 atmosphérique de 1,4 (+/- 0.3) kg CO2/tonne/an a été mesuré dans les résidus de concentrateur (EC-2). À l'échelle de l'exploitation minière, les résidus de concentrateur permettraient la séquestration de 21 kt de CO2 atmosphérique par an ce qui correspond à un quart des émissions annuelles de la future mine. Le modèle MIN3P, qui permet de simuler le transport réactif multi composants et multiphasiques dans un milieu poreux insaturé, a été utilisé pour simuler en 1D la réaction de minéralisation au centre de la cellule EC-2. L'ensemble des données récoltées a été utilisé pour calibrer le modèle. Toutefois, aucune des simulations n’a permis de reproduire l'évolution de la géochimie des lixiviats et la concentration en CO2 observés. Plusieurs simplifications du modèle conceptuel pourraient expliquer les différences avec les données observées.
The implication of anthropogenic carbon dioxide (CO2) emissions in climate change is now widely accepted and solutions are emerging in order to limit the accumulation of CO2. Carbon mineralization, which allows the sequestration of CO2 through carbonate precipitation, stable minerals over geological time scales, is one of the options considered. Among the proposed carbon mineralization pathways, passive carbon mineralization in ultramafic mining residues can potentially lead to developing carbon-neutral mines. However, the impacts on leachate water quality and evolution of sequestration capacity in natural conditions, on medium and large scales, are still poorly documented. RNC Minerals plans to mine a nickel deposit located in the northwestern part of Quebec. The operation at the Dumont Nickel Project (DNP) would produce approximately 1.7 Gt of ultramafic mining residues. Several factors which influence the carbon sequestration capacity of the DNP residues have been studied in the laboratory, at variable CO2 concentrations. In this study, the processes of passive carbon mineralization in the DNP mining residues are described and the atmospheric CO2 sequestration capacity is estimated, at the experimental cell scale, under natural conditions. In order to study the impacts of meteoric weathering of the DNP residues, two experimental cells were built and instrumented. The first cell EC-1, contains the ultramafic waste rock, and the second EC-2, was filled with milling residues (Tailings). The hydrogeological properties and surface area of the residues contained in the two cells are different whereas the mineralogy is similar. The main minerals in the residues are chrysotile, lizardite, brucite, chlorite and magnetite. Between 2011 and 2015, changes in CO2 concentrations, mineralogy, and chemical composition of leachate waters were recorded. Monitoring of CO2 concentrations showed a decrease in CO2 concentration from the surface (~ 390 ppmv) to the bottom of the cells (~ 100 ppmv). At the same time, the carbon content in the weathered residues increased and the mineralogical analyses revealed precipitation of several magnesium carbonates such as hydromagnesite. These observations indicate that passive mineral carbonation of the mining residues is occurring within the experimental cells, for which three potential sources of CO2 can be identified : (1) the atmosphere, (2) the CO2(g) produced from organic matter oxydation, and (3) CO2(g) produced from carbonate dissolution. The isotopic compositions of CO2(g) and newly formed carbonates were measured. Using these isotopic compositions it was possible to demonstrate that dissolution of CO2(g) in interstitial water limits the sequestration capacity and that atmospheric CO2 is the main source of the CO2 sequestered. Despite the differences between the two experimental cells the same processes control CO2 sequestration. A conceptual model of the carbon mineralization reactions, including evolution of the isotopic compositions, is proposed. The leachate water sampled at the bottom of the experimental cells, between May and November since 2011, is characterized by an alkaline pH (~9.5), a high alkalinity (~90 to ~750 mg/L CaCO3) and a high concentration of magnesium (~50 at ~750 mg/L). This composition is consistent with weathering of ultramafic rocks in a system open to CO2. Since 2012, the chemical composition of the leachate water was evolved seasonnaly. These seasonal variations are explained by: (1) recharge and temeprature variations over the year and (2) increased carbonate precipitation between May and July. The seasonal decrease of alkalinity and magnesium concentrations, caused by increased carbonate precipitation, induces undersaturation of carbonate minerals. Therefore carbonate precipitation self-limits carbon sequestration through a negative feed-back loop. Since 2011, an estimated 13 kg of atmospheric CO2 was sequestered in the milling residues from EC-2, which corresponds to a mean rate of 1,4 (+/- 0.3) kgCO2/tonne/year. Using this mean rate, during the mining operation the milling residues will sequester about 21 kt of atmospheric CO2 each year, which will represents one quarter of the 127,700 tonnes of CO2 emitted. Using MIN3P, a numerical model which allow to simulate multi-component and multiphase reactive transport in unsaturated porous media, the carbon mineralization reactions were simulated in 1D at the center of cell EC-2. The data collected during the 4 years of monitoring were used to calibrate the numerical model. However, none of the simulations allowed to reproduce the evolution of the leachate water geochemistry and the CO2 concentrations observed in the experimental cell. Several simplifications of the conceptual model could explain the differences with the observed data.

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Dissertations / Theses on the topic 'Roche ultrabasique'

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