Дисертації: "Processus géochimiques"

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Cauwet, Gustave. "Dynamique de la matière organique dans les milieux marin et polyhalins : son rôle dans les processus géochimiques aux interfaces." Perpignan, 1985. http://www.theses.fr/1985PERP1066.

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Enjolvy, Rémi. "Processus d'accrétion crustale et régimes thermiques dans le bouclier des Guyanes : signatures géochimiques et thermochronologiques au Transamazonien (2250-1950Ma)." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20237.

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Анотація:

Ce travail de thèse s'intéresse à l'événement transamazonien en Guyane Française. Le Transamazonien constitue l'événement géodynamique majeur structurant le bouclier des Guyanes entre 2. 2 et 2. 0 Ga. L'évolution de l'orogenèse transamazonienne est décrite en termes de croissance crustale, prenant en compte des processus de recyclage archéen ainsi que des processus d'accrétion juvénile et de réactivation thermotectonique au Paléoprotérozoïque. Notre travail axé sur une étude géochronologique (U-Pb et Ar/Ar) et une étude géochimique (éléments majeurs et éléments en trace) a permis de proposer un modèle d'évolution en quatre étapes : Une première étape avec la formation d'une croûte océanique juvénile à 2. 2 Ga, une seconde étape de croissance crustale, avec la formation de série TTG entre 2. 18 et 2. 1Ga. Cette seconde étape présente une évolution du contexte de subduction générant les TTG, le résultat est la formation de magmas type « sanukitoïdes ». La troisième étape présente la formation de magmas calco-alcalins (2. 1 à 2. 08 Ga) résultant du « refroidissement » du contexte de subduction déjà initié lors de la seconde étape. Le stade final est caractérisé par la formation de granites d'anatexie crustale (2. 1 à 2. 06 Ga). Plus globalement, notre étude sur le Transamazonien s'intéresse à la question clé des domaines paléoprotérozoïques, qui est de définir quels types de processus étaient actifs à cette période ? Le Paléoprotérozoïque se situe à la transition entre la période archéenne dominée par des processus de croissance crustale dits « archaïques » et une période récente caractérisée par des processus de croissance crustale dits « modernes ».

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Perez, Florian. "Production d'hydrogène par la serpentinisation des roches mantelliques : apport de la modélisation à la compréhension des processus physiques et géochimiques." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846873.

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La circulation hydrothermale océanique est un élément clé dans le transfert de chaleur et de matière des profondeurs de la Terre vers sa surface. Certains sites hydrothermaux produisent de grandes quantités d'hydrogène et de méthane. C'est le cas du site de Rainbow (36°N), situé sur la dorsale médio-atlantique, auquel on s'intéresse ici. Les fortes concentrations d'hydrogène ([H2]=16 mM kg-1) et de méthane ([CH4]=2,5 mM kg-1) des fluides chauds (~365°C) émis par ce site ont été interprétées comme étant issues de l'hydratation des péridotites du diapir mantellique qui constitue son socle géologique du site, mais l'altération d'assemblages gabbroïques pourrait également être à l'origine de sa production d'hydrogène. Ces processus géochimiques dépendent fortement des caractéristiques de l'écoulement des fluides au sein de la matrice poreuse et fracturée du site. Cette étude a donc consisté au développement et à l'application de modèle numériques, thermo-hydrogéologique et géochimique et de leur chaînage, dans le but de caractériser la circulation hydrothermale, la production d'hydrogène et son transport au sein du site de Rainbow. Plusieurs résultats découlent de ces modélisations : la circulation hydrothermale est tridimensionnelle, de faible extension horizontale (Ø~2-8km), doit très probablement être canalisée par un chemin préférentiel de forte perméabilité, et peut être stable sur plusieurs milliers d'années. Nous avons pu montrer que l'hydrogène est produit par serpentinisation en amont de la zone de décharge et estimer les coefficients cinétiques in situ, la quantité d'hydrogène produite et montrer la possibilité d'une production d'une durée supérieure à 25 000 ans.

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Lagneau, Vincent. "Modélisation des couplages entre réactions géochimiques et processus hydrodynamiques en milieu poreux - applications au stockage de CO2 et à l'exploitation d'uranium." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00879817.

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Ce mémoire fait un point sur seize années de recherche dans le domaine du transport réactif, depuis mes travaux de thèse en 1997. Ces recherches s'articulent autour de deux axes équilibrés : d'une part le développement du programme de transport réactif Hytec, d'autre part l'application de ce modèle dans différents domaines. Les deux premières parties du rapport détaillent certains points marquants, pour la plupart publiés ou en cours de publication, de ces travaux de recherche en suivant la double logique développement et applications. La dernière partie propose une réflexion sur des pistes de prolongement de ces recherches. Développement d'outil de transport réactif La première partie, très numérique, détaille le fonctionnement du code Hytec auquel j'ai participé depuis mon arrivée dans le laboratoire. Les équations sous-jacentes du modèle sont décrites. Les méthodes de résolution reposent sur une discrétisation volumes finis sur des éléments de Voronoï pour toute la partie hydrodynamique (écoulement, transport et thermique). Le couplage entre la chimie et le transport est résolu de manière séquentielle itérative. Des développements spécifiques sont ensuite présentés. La prise en compte de la rétroaction de la chimie sur le transport exige des méthodes de couplage spécifiques pour assurer la convergence vers la solution : son effet doit être intégré au coeur du couplage entre chimie et transport. La simulation de milieux à double porosité peut être simulée de manière très élégante en dédoublant les mailles chimiques. L'intégration des gaz a des implications sur la résolution de l'écoulement (et la nécessité de résoudre simultanément les équations en pression et en teneur en gaz), le transport (de la phase gaz indépendamment de la phase aqueuse) et le couplage avec la chimie et l'équilibre eau-gaz. Applications Le code Hytec est utilisé dans de nombreux domaines, dans l'équipe et à l'extérieur no- tamment par les membres du consortium de développement Pôle Géochimie Transport. Deux familles d'applications sur lesquelles j'ai particulièrement travaillé ces dernières an- nées sont détaillées. Le stockage géologique de CO2 est une technologie intéressante pour limiter les émissions de gaz à effet de serre. Avant que la technologie soit déployée, il est indispensable de démontrer son efficacité. Les méthodes détaillées s'attachent à vérifier la durabilité des barrières de stockage : puits et couverture. L'exploitation d'uranium par ISR est une technique utilisée pour les gisements de fort tonnage mais faible teneur. Elle consiste à faire circuler des fluides dans le gisement pour dissoudre et extraire l'élément visé. La simulation par transport réactif est particulière- ment bien adaptée pour décrire les phénomènes. Les travaux détaillés visent à simuler la formation des gisements et leur exploitation.

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Ferrando, Carlotta. "Transport de magma et processus d’assimilation-précipitation dans la croute océanique inférieure hétérogène : contraintes microstructurales et pétro-géochimiques de forages océaniques." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTT156/document.

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La croute océanique formée aux dorsales lentes a une composition hétérogène. Pour expliquer sa formation, il est nécessaire d’invoquer des processus d’interactions magma-roche. Afin de contraindre la contribution des processus de cristallisation et d’interaction magma-roche sur le budget géochimique et l’architecture de la croute océanique hétérogène, j’ai étudié deux séquences gabbroiques échantillonnées in situ à l’Atlantis Massif (AM, 30°N, Dorsale Médio-Atlantique, MAR) et l’Atlantis Bank (AB, 57°E, Dorsale Sud-Ouest Indienne, SWIR). J’ai effectué (i) une étude multi-échelle pétro-structurale et géochimique, combinée à une modélisation numérique, de gabbros primitifs forés à l’AM, et (ii) une étude pétrographique et géochimique de gabbros à olivines forés à l’AB. La croute océanique inférieure hétérogène échantillonnée au Site U1309 (AM) présente des troctolites riches en olivines (Ol-T). Elles se distinguent par des olivines partiellement dissoutes, relativement riches en Fo et en Ni, ainsi que par la co-précipitation de clinopyroxènes riches en Mg et de plagioclases. Ces caractéristiques suggèrent que les Ol-T sont le résultat de l’imprégnation d’un protolithe riche en olivines par un magma sous-saturé en olivine. Les profils géochimiques plats entre les minéraux adjacents suggèrent que la composition du protolithe a été modifiée par le magma entrant. Pourtant, le Ni, Li et Co montrent des compositions extrêmement variables à Mg# de l’olivine constant, ce qui suggère qu’ils préservent la signature géochimique du protolithe. La modélisation géochimique indique que ces variations sont héritées d’une hétérogénéité dans les harzburgites U1309. Les expériences en laboratoire ont démontré que la distribution de magma en milieux poreux est contrôlée par la composition modale de la roche percolée. La distribution hétérogène d’orthopyroxène dans le protolithe mantellique contrôle la quantité de magma entrant, et ainsi la quantité d’olivine dissoute, comme indiqué par les variations modales et compositionnelles observées dans les Ol-T à l’AM. La modélisation géochimique indique que la formation des Ol-T peut être expliquée par la percolation de magma et l’assimilation de 5% de protolithe mantellique. Une conséquence de ce processus de réaction est le décalage des compositions du magma à l’AM vers de cristallisation fractionnée apparentes à haute pression. Pourtant, aucune signature géochimique de haute pression n’est observée dans les MORBs à l’AM, alors qu’elles sont observées dans les MORBs d’une portion amagmatique de la SWIR (61°-67°E). La croute océanique à l’AB est faite de gabbros à olivines (75%) et de gabbros à oxides (20%), et par endroits intensément déformée. Les études préliminaires ont mis en évidence des textures indiquant l’assimilation de plagioclase par un magma d’imprégnation, ainsi que la cristallisation de clinopyroxène. Les gabbros à olivines montrent des compositions relativement évoluées. Des études précédentes des gabbros à olivines de l’AB ont montré que leur formation peut être attribuée à l’assimilation de la croute océanique par un magma saturé en clinopyroxène. Les études de l’AM et de l’AB révèlent des processus d’interactions magma-roche associés au transport de magma dans la croute océanique inférieure. Des caractéristiques texturales et géochimiques similaires ont été documentées à Kane (24°N, MAR) et dans les ophiolites Alpines-Apennines. Elles indiquent que les interactions magma-roche sont omniprésentes et contribuent à façonner la croute océanique inférieure aux dorsales lentes. L’étude de roches gabbroiques forées à Hess Deep suggèrent que les interactions magma-roche interviennent également aux dorsales rapides. Le transport réactif de magma dans la croute océanique joue un rôle majeur dans le processus de formation de la croute océanique dans son ensemble. Leur contribution dans la composition des MORBs est probablement contrôlée par la production de magma durant la remontée mantellique
At slow-spreading mid-ocean ridges the lower oceanic crust is extremely heterogeneous, and its formation must be related to some extents of melt-rock interactions. To constrain the relative contribution of crystallization processes and melt-rock interactions on the geochemical budget and architecture of the slow-spread oceanic crust, I investigated two gabbroic sequences sampled in situ at the Atlantis Massif (AM, 30°N, Mid-Atlantic Ridge, MAR) and the Atlantis Bank (AB, 32°S, 57°E, Southwest Indian Ridge, SWIR), where gabbros are exposed by long-lived detachment faults. I performed (i) a multi-scale petro-structural, geochemical and numerical modeling study of primitive gabbroic rocks drilled at the AM, and (ii) a petrographic and geochemical study of olivine gabbros recovered at the AB. AM was drilled during IODP Expeditions 304/305. The heterogeneous lower oceanic crust recovered at Site U1309 presents discrete intervals of olivine-rich troctolites (Ol-T). They are distinguished by partially dissolved olivines with relatively high Fo (86) and Ni contents (>2000 ppm), and they are characterized by the co-precipitation of high Mg# (86-88) clinopyroxene and plagioclase. These characteristics suggest that Ol-T result from impregnation of an olivine-rich protolith by a melt undersaturated in olivine. The flat geochemical profiles across olivine and adjacent minerals suggest that the composition of the protolith was modified by this impregnating melt. Yet, Ni, Li and Co display extremely variable compositions at constant olivine Mg#, suggesting that they retain the signature of the precursor material. Modeling indicates that these chemical variations are likely inherited from the U1309D harzburgites. Experiments show that the melt distribution and paths in a porous media is controlled by the mineral modes of the host rock. The heterogeneous distribution of orthopyroxene in the precursor harzburgitic mantle locally drives the abundance of impregnating melt, leading to different extents of olivine dissolution, as evidenced by variations in mineral modes and chemistry of the AM Ol-T. Geochemical modeling indicates that the melt percolation and assimilation of about 5% of a mantle protolith can explain the formation of the Ol-T. One consequence of this reactive process in Hole U1309D is the shift of melt compositions toward apparent high pressure fractionation. However, no high pressure chemical signature is observed in MORBs from the AM, while it is recorded in MORBs from the nearly amagmatic region along the SWIR (61°-67°E). AB was drilled during IODP Expedition 360. The recovered lower oceanic crust is dominated by olivine gabbros (75%) and oxide gabbros (20%). The section is in places intensively deformed. Shipboard studies have documented textures of plagioclase assimilation by an invading melt crystallizing clinopyroxene. Compositions of olivine gabbros reach relatively evolved signature (Yb = 3-10 x C1-chondrite; MORB Yb = 19). Previous studies on olivine gabbros from AB showed that their formation can be ascribed to assimilation of an oceanic crust by clinopyroxene-saturated trace element enriched melts. The study of AM and AB reveals melt-rock interactions and mineral assimilation associated to melt transport through the accreting lower oceanic crust. Similar textural and chemical features are observed at Kane (24°N, MAR) and in ophiolite complexes (e.g., Alpine and Appennine ophiolites). These evidences indicate that melt-rock interactions are probably ubiquitous, and contribute to shaping the slow-spread lower oceanic crust. The characterization of gabbroic rocks drilled at Hess Deep suggests that melt-rock interactions may take place also at fast-spreading ridge. Melt transport and associated mineral assimilation processes likely play a major role in the building of the oceanic crust overall. Their contribution to the formation of MORB is likely controlled by melt productivity in the upwelling mantle

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Parron, Claude. "Voies et mécanismes de cristallogénèse des minéraux argileux ferrifères en milieu marin : le processus de glauconitisation : évolutions minérales, structurales et géochimiques." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30032.

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Анотація:

La cristallogenese des mineraux argileux ferriferes, dans les conditions naturelles de la surface, a ete approchee par l'etude du processus de glauconitisation dans le paleocene du bassin de cote d'ivoire. Un modele par croissance en gel est propose. Chaque grain de glauconie est interprete comme un microsysteme geochimique evolutif hors equilibre thermodynamique ou coexistent des phases metastables et plus stables qui perdurent au cours des temps geologiques

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Lagneau, Vincent. "Influence des processus géochimiques sur le transport en milieu poreux : application au colmatage de barrières de confinement potentielles dans un stockage en formation géologique." ENSMP, 2000. http://www.theses.fr/2000ENMP1031.

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Анотація:

Trois axes de recherche sont actuellement à l'étude concernant le devenir des déchets radioactifs. Le stockage des déchets, à grande profondeur dans des formations géologiques, fait partie de ces options. Le colis de déchets et les différentes barrières sont soumis à l'attaque de l'eau du site et interagissent entre eux. Ces réactions mènent à des modifications de la composition minéralogique des matériaux et de leurs propriétés macroscopiques. Si le couplage chimie-transport est couramment étudié, la rétroaction des variations de porosité est généralement négligée. Or, l'étude des différentes interfaces potentielles dans un stockage montre de probables modifications importantes de porosité. Ce travail réalisé à l'École des Mines de Paris et au Commissariat à l'Énergie Atomique, visait à explorer l'importance effective de la prise en compte des variations de porosité dans des modèles couplés chimie-transport. Un problème théorique, très simple, a permis d'isoler les difficultés soulevées par l'introduction de la variation de porosité dan les calculs. En particulier, elle a mis en évidence le rôle de différentes lois macroscopiques reliant la porosité au transport et à la chimie. Parallèlement, deux séries d'expériences, sur des systèmes chimiques très simples, ont livré des informations pratiques sur des systèmes colmatants. Grâce aux résultats dégagés, la variation de porosité, et sa rétroaction sur le transport et la chimie, ont été intégrés dans le code couplé HYTEC de l'École des Mines. Des problèmes complexes liés à la barrière ouvragée de stockage ont alors été abordés (interaction béton-argile). Des effets nouveaux ont pu être mis en évidence, en particulier la limitation des flux dûe au colmatage partiel au niveau des interfaces, le ralentissement des fronts de réaction et même l'inversion du sens de certaines réactions.

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Anras, Loïc. "Influence du réseau hydraulique sur la qualité des eaux de surface dans un marais littoral agricole : rôle des processus géochimiques à l'interface eau-sédiment." Poitiers, 1997. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01737226.

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Анотація:

Dans le cadre de l'elaboration de nouvelles regles de gestion des eaux de surface dans les zones humides du littoral atlantique, la question des flux d'origine agricole est abordee a l'echelle d'une unite de gestion hydraulique de 2500 ha, prise comme modele d'etude. Il s'agit principalement de maitriser les risques issus de la mise en culture apres drainage, vis a vis d'autres secteurs d'activites (conchyliculture) et de la preservation des ressources naturelles. La recherche porte sur le reseau hydraulique qui constitue l'element principal de gestion collective des eaux, en vue d'informer les gestionnaires des potentialites de controle qualitatif que l'on peut obtenir a son niveau. Dans ce but, les modifications des flux de matieres sont etudies a trois niveaux : au voisinage des sources de contamination (pompes de drainage), sur un cheminement hydraulique, et a l'exutoire en mer. Les travaux menes montrent la preponderance de l'interface eau-sediment dans le cycle geochimique des elements solubles presents dans l'eau (azote et atrazine, notamment). Les potentialites de denitrification dans le reseau hydraulique varient de 0,6 a 30 mg. M#-#2. J#-#1 ; de meme, l'abattement de l'atrazine par adsorption et biodegradation est evalue a environ -25% en quinze jours (a 30 g. L#-#1 d'atrazine) et -30% en soixante-dix jours (a 2 g. L#-#1 d'atrazine). Les mesures realisees sur les rejets en mer montrent une contamination faible (rejets inferieurs en majorite a 20 mg. L#-#1 de nitrates et a 1 g. L#-#1 en atrazine), mais non negligeable dans le bassin de marennes-oleron (de 7 a 12 tonnes de nitrates, et 3 kg de triazines, pendant toute la saison d'evacuation). L'ensemble de ces mesures a necessite le developpement de materiels specifiques du point de vue hydraulique (courantometre) et geochimique (enceinte benthique, bioreacteur). Ces acquis permettent de raisonner sur l'opportunite de jouer sur les volumes d'eau en stock dans le reseau, sur la densite du reseau, et sur les temps de sejour des eaux contaminees, afin de favoriser les processus naturels de degradation avant les rejets en mer. Ces travaux visent a s'integrer dans un raisonnement global autour de la gestion des niveaux d'eau et de l'hydraulique generale pour exploiter les caracteristiques du milieu.

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Peltier, Aline. "Suivi, modélisation et évolution des processus d'injections magmatiques au Piton de La Fournaise (Réunion) à partir d'une analyse croisée des données de déformation, géochimiques et structurales." Phd thesis, Université de la Réunion, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00462628.

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Анотація:

Un des enjeux de la volcanologie réside dans la compréhension du fonctionnement du système de stockage et de transferts magmatiques associés aux éruptions. Au Piton de La Fournaise, cette étude est ici abordée par une analyse croisée des déformations, couplée à des modélisations numériques, et aux données géochimiques de la période 1998-2007. Au sein de cette activité, nous définissons, depuis 2000, un caractère cyclique ; chaque cycle est défini par une séquence d'éruptions sommitales et latérales terminées par une éruption distale à océanite. Ces éruptions successives sont caractérisées par des dykes s'initiant à des niveaux de plus en plus profonds et des laves de plus en plus primitives. Ces cycles durant lesquels l'inflation du cône est continue, pourraient témoigner d'une réalimentation continue du système de stockage superficiel. Ces résultats permettront dans le futur une meilleure prédiction de la localisation des éruptions, selon leur position dans un cycle d'activité.

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Claret, Francis. "Caractérisation structurale des transitions minéralogiques dans les formations argileuses : Contrôles et implications géochimiques des processus d'illitisation. Cas particulier d'une perturbation alcaline dans le Callovo-Oxfordien - Laboratoire souterrain Meuse-Haute Marne." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005247.

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La série argileuse du Callovo-Oxfordien recouvre une transition minéralogique entre un interstratifié illite/smectite désordonné (R0 - partie supérieure) et un autre ordonné (R1 - partie inférieure. Or, la minéralogie de ces argiles conditionne les propriétés de rétention de la formation ainsi que leur réactivité en réponse à une perturbation physico-chimique potentiellement induite par le stockage. Dans une optique de caractérisation fine des minéraux argileux du Callovo-Oxfordien, les méthodes conventionnelles et simplificatrices d'identification comme l'utilisation d'abaques issus de la littérature ont été invalidées. La méthode retenue consiste à comparer directement des diffractogrammes de rayons X calculés avec ceux enregistrés sur un même échantillon après différents traitements et à en reproduire toutes les caractéristiques (positions des pics, rapports d'intensité, profils) à l'aide d'un modèle structural unique. Les minéraux argileux du forage EST104 peuvent ainsi être décrits comme un mélange de trois phases principales : une illite, une smectite et un interstratifié illite/expansible désordonné (R0) de composition fixe (35% exp.). Avec la profondeur les caractéristiques structurales de ces phases sont constantes. La transition minéralogique précédemment décrite traduit la modification des proportions relatives des différentes phases. Cette description diffère de celle classiquement proposée pour l'illitisation diagénétique des séries sédimentaires. Cependant, l'utilisation des mêmes outils sur une série diagénétique de référence conduit à une description similaire. Ces résultats novateurs impliquent de reconsidérer les mécanismes réactionnels proposés pour ces minéraux ainsi que leur modélisation cinétique. Enfin, la réactivité des minéraux argileux du Callovo-Oxfordien en réponse à une perturbation alcaline est très limitée par la présence de matière organique qui recouvre les particules argileuses et protège ainsi les sites réactifs des minéraux argileux.

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Tourneur, Enora. "Circulation de fluides aux abords de failles d’échelle crustale : contraintes structurales, microtectoniques, inclusions fluides et géochimiques sur les processus de formation du gisement de Bou Azzer (Ni-Co), Anti-Atlas, Maroc." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTG064.

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Le district de cobalt-nickel de Bou Azzer est un gisement unique au monde mis en place dans un environnement de serpentinite carbonatée. Deux types de minéralisations sont exploités : des minéralisations massives et un système de veines. Les minéralisations massives sont des corps métalliques, sous forme de lentilles, orientées N120°E et essentiellement enrichies en arséniures de nickel et de cobalt. Elles sont localisées au contact entre une serpentinite, une diorite quartzique ou des roches volcaniques précambriennes. Leur mise en place se fait dans des conditions de moyennes températures (à 220°C en moyenne), de fortes salinités à 38%pds eq. NaCl et de pressions variables entre 67-2883 bars.Les systèmes de veines sont des failles systématiquement minéralisées en arséniures de cobalt et de fer lorsqu’elles recoupent les minéralisations massives. Ces failles recoupent toutes les unités lithologiques de la boutonnière de Bou Azzer, sauf la formation sédimentaire cambrienne. Elles ont des orientations oscillantes entre N/S à N 070°E et sont systématiquement associées à un mouvement normal observé dans le plan vertical. Dans le plan horizontal, les failles minéralisées présentent des jeux sénestres ou dextres cohérents avec un contrôle transtensif selon une direction de raccourcissement orientée N030°E. Le fluide des structures extensives décrit des températures à 170°C en moyenne des salinités entre 32 et 41 %pds eq. NaCl et des pressions variant de 24 et 1800 bars. Les trois types de structures décrivent la même paragenèse minérale, les mêmes textures et les mêmes types de gangues encaissant les minéralisations (quartz et carbonates). Le système évolue de fluides riches en Ni-(Co-Fe) à des fluides riches en Co-(Ni-Fe) depuis les minéralisations massives jusqu’aux systèmes des veines induisant un continuum dans la formation de ces deux types de minéralisations. Deux types de textures sont également observés au sein des minéralisations massives : i) une texture Bréchifiée des Minéralisations Massives (BMM) et une texture Laminée des Minéralisations Massives (LMM). La BMM est illustrée par des arséniures de nickel et de cobalt fracturés par de la serpentine ; par des fragments résiduels de serpentinite, des reliques de spinelles et des fragments d’arséniures de nickel isolés au sein de la gangue carbonatée. La texture de la gangue traduit le fait que ces lentilles minéralisées sont certainement d'anciens corps bréchifiés d’une gangue précoce de serpentinite et des reliques de spinelles. La LMM est décrite par des niveaux alternant entre des arséniures de nickel et de la gangue carbonatée. Cette texture traduit l’architecture précoce du contact faillé sous forme d’anciens lits de spinelles remobilisés par le fluide minéralisateur. Les analyses géochimiques menées sur les arséniures, les gangues carbonatées, les spinelles et le fluide montrent un enrichissement commun en Co, Ni, As, Zn, Bi, Cu, Ag et Au et la même signature en Na/K, Li/B, V/Cr, As/V, Zn/V, Co/Cr. La relation étroite entre ces minéralisations et leurs encaissants indique que le lessivage des structures pré-existantes (spinelles et arséniures de nickel) par un fluide minéralisateur et la précipitation in-situ des métaux sont les processus à l’origine des gisements de cobalt-nickel de Bou Azzer. La formation précoce de la gangue de serpentinites résulterait d’un amincissement crustal en contexte hyper-extensif en transtension décrit il y a 540-560 Ma et accompagné d’un début d’océanisation lors de la formation du complexe supérieur. La circulation d’eau de mer dans le manteau serait l’agent principal de sa serpentinisation. L’exhumation serait le vecteur de la remontée et de la bréchification de la serpentinite mise en contact avec une diorite quartzique. Le timing de formation des minéralisations de Bou Azzer débuterait avec le processus de serpentinisation, décrit pendant les premiers stades de la formation des minéralisations
The Co-Ni district of Bou Azzer (Anti-Atlas, Morocco) is a unique and particular type of deposit because formed in a context carbonated serpentinite. Two types of mineralisation are exploited: massive orebodies and a system of veins.The massive mineralisations are metallic bodies, in the form of lenses, oriented N120°E and essentially enriched in Ni- and Co-arsenides. They are located at the contact between serpentinite, quartz diorite and Precambrian volcanic rocks. Their formation is realised under medium temperature conditions at ca. 220°C, high salinity at 38% wt eq. NaCl fluids and pressures bracketed between 67-2883 bars.Vein systems are controlled by faults that are systematically mineralised in Co- and Fe- arsenides when they intersect the massive mineralisations. These veins intersect all the lithologic units of the Bou Azzer inlier, except for the Cambrian sedimentary formation. They are trending between NS to N070°E and are systematically associated with normal movements in vertical planes. In the horizontal plane, the mineralised faults present sinistral or dextral motions coherent with a transtensive context controlled by a N030°E shortening direction. Associated fluid yields minimum temperatures of emplacement at 170°C in average, salinity between 32 and 41% wt eq. NaCl and pressures ranging from 24 to 1800 bars.All structures describe a same mineral paragenesis, a same textures and a same type of hosted gangues (quartz and carbonates). Fluids evolve since Ni-(Co-Fe) rich end-members to Co-(Ni-Fe) rich one since massive mineralisations to vein systems inducing a continuum in the formation of both types of mineralisation.Two types of textures are observed in massive mineralisation: a Brecciated Massive Mineralisation (BMM) texture and a Laminated Massive Mineralisation (LMM) one. BMM is characterised by i) Ni-/Co-arsenides fractured by serpentine; ii) residual fragments of serpentinite, iii) spinel relics and iv) fragments of Ni-arsenides isolated within the carbonated gangue. The texture of the gangue reflects the fact that these mineralised lenses are certainly previously formed brecciated bodies of an early gangue of serpentinite and spinel relics. The LMM is described as alternating Ni- arsenides and carbonated gangue layers. The combination of these two textures reflects the early architecture of the faulted contact, i.e. the BMM are ancient brecciated bodies whereas the LMM are witness of ancient mylonitic levels.Geochemical analyses carried out on arsenides, carbonate gangues, spinels and the liquid part of fluid inclusions show a common enrichment in Co, Ni, As, Zn, Bi, Cu, Ag and Au and the same for Na/K, Li/B, V/Cr, As/V, Zn/V, Co/Cr. The close relationship between these mineralisations and their host-rocks indicates that the leaching of pre-existing ultramafic fragments (spinels and Ni-arsenides) by a mineralising fluid and the in-situ metal precipitation are the processes at the origin of the cobalt- Bou Azzer nickel.The early formation of the serpentinite brecciated gangue is interpreted as a result of crustal thinning in a hyper-extensional context that occurred around 540-560 Ma and accompanied by an initiation of oceanic crust formation. The circulation of seawater in the mantle would be the main agent of its serpentinisation. The exhumation would be the vector of the rise and the brecciation of the serpentinite put in contact with a quartz diorite. Consequently, the formation of the Bou Azzer mineralisation would begin with the serpentinisation process, described during the early stages of the mineralisation process and ended by tectonically controlled vein formation

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Bulourde, Marc. "Processus d'altération des basaltes du Mont Cameroun : approche géochimique." Phd thesis, Université Rennes 1, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00619383.

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Le Mont Cameroun est un volcan actif situé en bordure du continent africain. Le climat tropical humide régnant sur ses flancs crée des conditions privilégiées pour l'étude des processus d'altération des basaltes. L'altération chimique a_ d'abord été examinée dans des coulées massives (d'âge < 100 ans) puis dans des sols formés à partir de dépôts pyroclastiques récents (810 - 4530 ans). Les coulées massives ne montrent pas de transformations chimiques notables liées à l'altération, ainsi qu'en témoignent les concentrations en éléments majeurs et traces et les isotopes du Sr, Nd, Pb et' U. Toutefois, deux processus associés à l'interaction eau/roche se produisent à la surface des coulées: (1) un échange de cations entre les ions Na+ de la lave et les ions H+ des eaux d'altération et (2) une oxydation partielle du . Fe2+ en Fe3+. Ces modifications chimiques restent très limitées au regard des précipitations dans la zone d'étude (2"à 12 m/an). Nos résultats démontrent que les effets de l'altération sont négligeables sur la composition chimique de laves basaltiques massives soumises à des conditions tropicales humides sur une période de 100 ans. Plus perméables, les sols formés à partir de dépôts pyroclastiques constituent un matériel plus réactif vis-à-vis des solutions d'altération. Ces sols sont significativement enrichis en Cs, Ba, Pb, U, Th, P et appauvris en Na, K, Rb, Mg, Ca, Sr, Ni, Co et Si. Les enrichissements élémentaires, ainsi que les variations isotopiques du Sr, Nd et Pb dans les horizons superficiels, s'expliquent par l'adjonction périodique de poussières sahariennes. Nous montrons que la proportion massique d'aérosols sahariens dans les sols n'excède pas 7%. Les appauvrissements élémentaires résultent de l'hydrolyse des minéraux magmatiques. L'intensité de l'altération ne dépend pas de l'âge des dépôts pyroclastiques mais du temps pendant lequel ils . restent en surface avant d'être recouverts par des laves plus récentes et des conditions paléoclimatiques.

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GERBERT-GAILLARD, LAURE. "Caractérisation Géochimique des Péridotites de l'ophiolite d'Oman : processus magmatiques aux limites lithosphère/asthenosphère." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002961.

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Les 93 échantillons selectionnés pour cette étude dans 3 massifs de l'ophiolite d'Oman sont représentatifs d'une zone d‘environ 5000km2 d'une paléodorsale rapide. En rapport avec la segmentation, l'échantillonnage comprend à la fois la lithosphère du nouveau segment (0 à 4km sous le moho), ses limites (zones de cisaillement) et la jeune lithosphère (1 à 2Ma) dans laquelle il s'ouvre, entre 0 et 12 km sous le moho.
*L'ensemble du manteau exploré est composé de péridotites très réfractaires, comparables à celles des autres ophiolites et aux péridotites abyssales. Néanmoins, il montre un enrichissement en éléments très incompatibles, impliquant une percolation réactive par des fluides, et une refertilisation partielle en clinopyroxène, comme le montre la présence de harzburgites riches en cette phase minérale.
*Le nouveau segment possède des caractéristiques chimiques supplémentaires, tel le rapport Cr# élevé (>50) des spinelles, qui n'apparaît pas spécifique des dunites ou d'un environnement géodynamique particulier, et la composition différente des pyroxènes, qui implique des températures de blocage plus élevées en relation avec un processus de percolation magmatique.
*La zone de transition à l'axe du nouveau segment s'identifie par l'importance des réactions liquide/roche qui concernent l'ensemble des lithologies : harzburgites, dunites et dunites imprégnées.
*Les limites du nouveau segment (zones de cisaillement) et la base de la nappe sont caractérisées par des textures porphyroclastiques BT (<1000°C) et des enrichissements en clinopyroxènes. Ceux-ci sont interprétés comme une cristallisation partielle de magmas associée à un front de percolation aux limites manteau convectif/manteau conductif.
*L'ensemble des faciès montre une contamination par l'eau de mer, impliquant des rapports du 87Sr et du 207Pb radiogéniques, largement acquise avant la serpentinisation (T>500°C).

Cette étude met l'accent sur l'importance de la segmentation dans le contrôle des processus magmatiques et hydrothermaux aux dorsales rapides, notion qui permettra de progresser dans la compréhension de ces processus.

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Devau, Nicolas. "Processus rhizosphériques déterminant la disponibilité en phosphore : apport de la modélisation mécaniste géochimique." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2010. http://www.theses.fr/2010NSAM0019.

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Les processus rhizosphériques sont reconnus comme une des stratégies majeures élaborées par les plantes afin d'augmenter la disponibilité en phosphore (P) et ainsi améliorer leur nutrition phosphatée. Pourtant, l'effet exact de ces processus est encore mal caractérisé et quantifié. L'objectif de ces travaux a été d e déterminer le rôle exercé par les modifications chimiques induites par les racines, particulièrement la modification de pH, dans les changements de disponibilité en P dans la rhizosphère. Pour ce faire, nous avons utilisé des modèles mécanistes géochimiques (« triple plane », échange d'ion et Nica-Donnan) en considérant une approche additive pour simuler l'effet de l'activité racinaire sur la disponibilité en P. Dans une première étape, nous avons caractérisé l'effet du pH sur la disponibilité en P dans plusieurs sols, un Cambisol et un Luvisol. Le Luvisol présentait deux concentrations en P inorganique contrastées en raison d'un essai de fertilisation phosphatée longue durée. Dans la rhizosphère du blé dur (Triticum turgidum durum L.) cultivé sur les mêmes sols, nous avons caractérisé qu'en plus de l'alcalinisation, le prélèvement en P et surtout en calcium (Ca) sont les processus rhizosphériques responsables du changement de disponibilit é en P observé. Le prélèvement du Ca favorise l'augmentation de la disponibilité en P dans la rhizosphère, en diminuant l'effet promoteur du processus d'adsorption-désorption du Ca sur celui du P. L'influence relative de ces trois processus rhizosphériques dépend toutefois de la composition chimique de la solution du sol (concentration en Ca et pH en particulier). Nos simulations mettent également en évidence la relation entre les changements de disponibilité en P est la distribution du P adsorbé sur les différentes phases minérales. La minéralogie du sol, spécialement l'abondance relative d'illite vs. les oxydes de fer, contrôle l'influence des processus rhizosphériques en déterminant les minéraux impliqués dans l'adsorption du P. A travers l'identification d'un nouveau processus rhizosphérique découlant du prélèvement en Ca et de ses effets sur la disponibilité en P, nos résultats démontrent la validité des modèles géochimiques pour prédire l'influence des processus rhizosphériques déterminant la disponibilité en P
Root-induced chemical processes are recognized as a major strategy developed by plants to enhance phosphorus (P) availability and thus to promote P acquisition. However, the exact influence of these root-induced chemical processes is still poorly understood and quantified. The present study aimed at investigating the influence of root-induced chemical processes, especially root-induced pH changes, on P availability in the rhizosphere. In this work, we used a set of mechanistic adsorption models (« 1-pK triple plane », ion-exchange and Nica-Donnan) within the framework of the component additive approach in order to simulate the effects of root activity on P availability. First, we described the effects of pH on P availability in several soils unaffected by roots, a Chromic Cambisol and a Luvisol. The Luvisol showed different concentrations in inorganic P because of a long-term fertilisation trial. In the rhizosphere of durum wheat (Triticum tu rgidum durum L.) grown on these two soils, we found that calcium (Ca) uptake, in addition to P uptake and root-induced alkalisation, controlled to various extents the changes of soil P availability. Calcium uptake markedly increased P availability by decreasing the promoting effect of Ca adsorption on P adsorption. The relative influence of these three root processes depended on the solution composition (especially concentration of Ca and pH). Our simulations showed the relationship between changes in P availability and the speciation of adsorbed P onto the different soil minerals. Soil mineralogy, especially the relative abundance of illite vs. Fe oxides, controlled the influence of root processes by regulating the contribution of soil minerals to P adsorption. By identifying a novel root-induced processes, namely the Ca uptake, and describing its influence on P availability, our results demonstrate the ability of surface complexation models to predict the effects of root-i nduced processes on P availability in soils

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Pimbert, Anthony. "Processus de déclenchement de l'Evénement Océanique Anoxique 2 : étude géochimique de sédiments atlantiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU037/document.

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Les Evénements Océaniques Anoxiques (OAE) sont des événements extrêmes qui se sont pro- duits majoritairement durant le Crétacé et qui sont caractérisés par un enfouissement massif et brutal de carbone organique. Ces événements ont été très étudiés durant ces 40 dernières années mais aucun consensus n’a été atteint quand aux processus à l’origine de leur déclenchement. Pour tenter de répondre aux questions encore en suspens, nous avons réalisé une étude géochimique approfondie (éléments majeurs et traces, compositions isotopiques en Nd et Hf) des différentes fractions (détritiques et authigènes) de sédiments marins déposés lors de l’événement océanique anoxique associé à la limite Cénomanien-Turonien (OAE2, 93.5Ma). Les deux sections étudiées représentent différents environnements de dépôt : un environnement peu profond et proche des sources continentales (Taghazoute, Maroc) et un environnement marin profond, loin des côtes (DSDP Site 367, Cap-Vert).A l’approche de l’OAE2, les compositions isotopiques du Nd et de l’Hf ne présentent que peu de variations. Ces observations reflètent une absence de changement dans le régime d’érosion continentale en amont des deux sections étudiées. Notre étude diverge du scenario proposant qu’un fort apport de nutriments résultant d’une altération continentale accrue soit à l’origine des OAEs. En revanche, les variations isotopiques (Nd) mesurées dans les fractions authigènes du Site 367, interprétées comme reflétant la composition océanique passée, supportent l’idée d’une contribution magmatique dans l’Océan Atlantique durant l’OAE2. Ces nouveaux résultats sont cohérents avec de précédentes études et confortent le rôle des grandes provinces magmatiques (plateau des Caraïbes) dans l’eutrophisation des océans qui précède les événements anoxiques.En outre, l’étude combinée des terres rares (REE) et des compositions isotopiques (Nd) de fractions authigènes obtenues par extraction chimique (leaching) démontre l’incorporation de matériel détritique dans ces fractions en milieu peu profond. Ces nouvelles observations questionnent l’idée que toute fraction authigène enregistre une composition chimique océanique pure. Enfin, l’étude complète des concentrations en éléments traces de ces mêmes fractions souligne le rôle important de la lithologie des sédiments sur la composition des leachates. Cette étude questionne également l’utilisation de certaines méthodes de leaching qui semblent favoriser l’extraction de phases détritiques externes lorsque les sédiments sont soumis à des étapes de leaching répétées
Oceanic Anoxic Events (OAE) are brief and extreme events that mostly occurred during the Cretaceous and are defined by the burial of massive amounts of organic carbon. These events have been intensely investigated in the last 40 years but the mechanism that triggered OAEs remains problematic. In order to better constrain what causes these events, we realised a complete geochemical study (major and trace elements, isotopic compositions of Nf and Hf) of various sedimentary fractions (detrital and authigenic) for marine sediments associated with the Cenomanian-Turonian boundary event or OAE2 (93.5 Ma). We focused our study on two marine sections that represent different depositional settings : a shallow marine setting, close to the continental shelf (Taghazoute, Morocco) and a abyssal marine section (DSDP Site 367, Cape-Verde), far from the African shelf.The remarkable stability of the Nd-Hf decoupling in both sections indicates no obvious change of continental weathering approaching OAE2. Our conclusions diverge from the hypothesis that proposes an higher nutrient input through an enhanced continental weathering as a triggering mechanism of OAEs. However, Nd isotopic compositions of authigenic fractions measured at Site 367, interpreted as past oceanic composition, exhibit a positive isotopic excursion and indicate a magmatic contribution in the deep Atlantic Ocean during OAE2. These new data are consistent with previous isotopic studies and support the role of Large Igneous Province (in our case, the Caribbean Plateau) as nutrient provider and triggering mechanism of anoxic events.The combined study of rare earth elements (REE) and Nd isotopic compositions of authigenic fractions recovered by leaching demonstrates the incorporation of detrital material in authigenic fractions in shallow marine settings. These new results challenge the traditional belief that authigenic material always records an untouched seawater composition. Finally, the extensive study of trace element concentrations of these same fractions demonstrated the strong impact of sample lithology on their trace element content. Our study also questions the relevance of sequential leaching methods that facilitate external contamination when sediments are submitted to repeated leaching steps

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Oudin, Elisabeth. "Les sulfures océaniques : étude minéralogique et géochimique des processus hydrothermaux actuels et fossiles." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30090.

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Les ressources chaudes (t350c) qui debouchent dans les vallees axiales des rides medio-oceaniques du pacifique ouest ou de l'atlantique forment des amas et des cheminees ou predominent les sulfures de fe-cu-zn. Dans la fosse atlantis ii en mer rouge, les sources hydrothermales alimentent des saumures chaudes qui stagnent dans la fosse ou se deposent des sediments hydrothermaux riches en sulfures de fe-cu-zn. Les variations de salinites observees dans les fluides actuels, peuvent etre attribuees a l'ebullition, pour la premiere fois mise en evidence dans un gisement actuel (fosse atlantis ii, mer rouge). La composition mineralogique et chimique des depots depend surtout de leurs temperatures de formation. Les events zones et la frequence de mineraux instables traduisent les forts gradients thermiques. Les metaux precieux precipitent en dessous de 250c par refroidissement et/ou oxydation du fluide hydrothermal. Dans la fosse atlantis ii, les terres rares hydrothermales sont essentiellement piegees dans les debris de poissons et les isotopes du plomb, du strontium et du neodyme mettent en evidence l'interaction des fluides hydrothermaux avec les sediments et les basaltes. La composition mineralogique et les textures des amas sulfures des complexes ophiolitiques (chypre, oman et nouvelle-caledonie) sont comparables a celles des amas actuels de la ride est pacifique. La composition chimique des amas de chypre et d'oman pourrait traduire l'influence de sediments subductes

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Gerbert-Gaillard, Laure. "Caractérisation géochimique des péridotites de l'ophiolite d'Oman : processus magmatiques aux limites lithosphère/asthénosphère." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20187.

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

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

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

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

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Dassonville, Fabrice. "Couplages entre processus microbiens anaérobies et réactivité géochimique pour un calcic cambisol amendé en glucose : modèle et expériences." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10164.

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L'objectif du travail était de proposer et tester un modèle couplant microbiologie anaérobie et géochimie du sol. Le modèle décrit les dynamiques et activités de six communautés microbiennes (dénitrifiants, fermentaires (2), réducteurs du fer, acétogènes, sulfato-réducteurs), les réactions géochimiques en solution (oxydoréductions, complexations et acides/bases) ainsi que les précipitations/dissolutions. Il simule la plupart des évolutions géochimiques (solution, gaz) pour un calcic cambisol amendé en glucose et incubé en batch. Le suivi (biologie moléculaire, dénombrements) des dynamiques microbiennes confirme les bases énergétiques sous-jacentes. Il montre la nécessité d'expliciter la fixation non symbiotique d'azote et les autres activités des réducteurs du fer. Moins de 1 % du fer réduit serait mobilisé. Cette réduction et l'homoacétogénèse expliquerait l'oxydation de l'hydrogène produit par fermentations.

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Douville, Eric. "Les fluides hydrothermaux océaniques : comportement géochimique des éléments traces et des terres rares : processus associés et modélisation thermodynamique." Brest, 1999. http://www.theses.fr/1999BRES2004.

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Depuis la premiere decouverte spectaculaire d'emission hydrothermale sur la ride des galapagos en 1977, plus d'une trentaine de sites hydrothermaux actifs emettant des fluides acides (ph = 24), de haute temperature (> 300c) sont actuellement connus et etudies le long des dorsales medio-oceaniques (mor) et dans les fosses et bassins arriere-arc de l'ouest pacifique. Cette etude presente et discute la chimie minerale de fluides hydrothermaux issus d'environnements geologiques varies dorsale medio-atlantique (mar) ; ride est pacifique (epr) ; bassins arriere-arc (bab). La variabilite de composition chimique observee dans ces fluides est etroitement controlee par le processus de separation de phases et par l'interaction fluide - roche sous des conditions elevees de pression et temperature. Une etude plus specifique a ete entreprise sur le comportement geochimique des elements traces et des terres rares dans les fluides hydrothermaux. La determination de ces elements a necessite des developpements analytiques plus pousses associant des methodes de separation chromatographique a des mesures par spectrometrie de masse a couplage plasma (icp/ms). Les resultats de ces travaux montrent que les concentrations en elements traces dans le fluides sont fortement controlees par les caracteristiques physico-chimiques du fluides (ph, temperature, chlorinite), par le processus de separation de phases et par la nature de roche lessivee (roches basaltiques ou ultra-basiques sur les dorsales medio-oceaniques, roches acides dans les bassins arriere-arc). De meme, l'etude menee sur les terres rares suggere que leur distribution dans les fluides hydrothermaux depend a la fois de l'interaction des fluides avec les plagioclases, de la complexation par les ions cl# et de la formation de mineraux secondaires. D'autre part, la presence d'une contribution magmatique dans un systeme hydrothermal peut fortement affecter le comportement des elements traces dans les fluides. Enfin, l'application des programmes thermodynamiques supcrt92 et eq3/6 a ces systemes hydrothermaux a permis de confirmer les conclusions tirees des etudes geochimiques (distribution et speciation des elements, mineraux impliques) et de mieux connaitre la geochimie des fluides sous des conditions elevees de pression et de temperature.

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Youego, Sihon Joëlle Reine. "Impacts des facteurs lithologiques et anthropiques sur la qualité des eaux en zone tropicale urbanisée : cas du bassin versant de la Mefou (Cameroun, Afrique centrale)." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://thesesups.ups-tlse.fr/5127/.

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La présente recherche traite de l'influence des activités anthropiques sur les hydro-écosystèmes tropicaux. Elle a pour but d'évaluer l'impact de l'urbanisation sur les ressources en eau. Elle vise à améliorer notre connaissance des processus géochimiques et des transferts de matières en milieu urbain et périurbain. L'étude a été menée dans le bassin versant de la Mefou (840 km2, Afrique Centrale), affluent du fleuve Nyong. Ce bassin englobe toute l'aire urbaine et périurbaine de la ville de Yaoundé, capitale du Cameroun, peuplée d'environ 2,8 millions d'habitants, et classée deuxième grande métropole du pays. Les concentrations d'éléments majeurs et en trace dans la fraction dissoute, de carbone organique dissous et particulaire, et de métaux dans les matières en suspension ont été mesurées dans les eaux souterraines et les eaux d'écoulement depuis les têtes de bassin de la Mefou jusqu'au fleuve Nyong. Les résultats présentent les interactions entre eaux/roches/sol et les effets de l'urbanisation. La normalisation des concentrations à la Croute Continentale Supérieure (Upper Continental Crust, UCC) montre l'influence du socle rocheux granito-gneissique sur la composition des eaux souterraines et des eaux de surface du bassin versant de la Mefou. Il y a un enrichissement en alcalins (Na, K), alcalino-terreux (Ca, Mg), métaux de transition (Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb) et REEs (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Yb, Lu). L'enrichissement remarquable des eaux de surface en Eu s'explique par l'altération des plagioclases. La comparaison du bassin versant de la Mefou avec les sites de référence, le bassin versant de Nsimi (source et ruisseau du Mengong) et le fleuve Nyong suivis depuis plus de vingt ans dans le cadre du SNO MTROPICS, fait ressortir un très important enrichissement des eaux en éléments majeurs (Cl, SO4, NO3, Na, K, Ca, Mg). Les activités humaines entrainent une contamination des eaux par les nutriments et les métaux, et influencent la dynamique des processus tel que l'absence de complexation des métaux par la matière organique probablement due à l'absence ou la faible concentration en acides humiques et fulviques. Dans les eaux souterraines, Mn, Al, Ba, Zn, Fe sont les métaux de transition dominants et il est noté une contamination par les nitrates (942 ± 127 µmol/L) avec des concentrations supérieures à la norme fixée par l'Organisation Mondiale de la Santé (806 µmol/L), et dans une moindre mesure par certains métaux comme Al, Mn. Dans les eaux de surface, Fe, Mn, Ba, Al, Zn, Cu sont les éléments traces métalliques les plus importants. Cependant la concentration moyenne de Mn (4,1 ± 0,8 µmol/L) et la concentration maximale de Fe (267 µmol/L) sont supérieures aux normes recommandées (1,8 µmol/L and 35,8 µmol/L, respectivement). La pollution diminue progressivement du Mfoundi (affluent de la rivière Mefou, en ville) vers la rivière Mefou et le fleuve nyong. Ce processus d'auto-régulation naturelle est dû à la dilution, la sédimentation, la dégradation et l'adsorption des éléments dans les zones de bas fonds et dans le lit de la rivière occupé par les macrophytes dotés d'un rôle phytoremédiateur. [...]
This research addresses the influence of human activities on tropical hydro-ecosystems. Its purpose is to assess the impact of urbanization on water resources. It aims to improve our knowledge of geochemical processes and material transfers in urban and peri-urban areas. The study was conducted in the Mefou river basin (840 km2, Central Africa), a tributary of the Nyong River. This basin includes the entire urban and peri-urban area of the city of Yaoundé, the capital of Cameroon, with a population of about 2.8 million inhabitants, and classified as the country's second largest metropolis. Concentrations of major and trace elements in the dissolved fraction, dissolved and particulate organic carbon, and metals in suspended solids were measured in groundwater and runoff water from the Mefou basin heads to the Nyong River. The results present the interactions between water/rock/soil and the effects of urbanization. The normalization of concentrations with the Upper Continental Crust (UCC) shows the influence of the granito-gneissic bedrock on the composition of groundwater and surface water in the Mefou catchment area. There is an enrichment in alkalis (Na, K), alkaline earths (Ca, Mg), transition metals (Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb) and REEs (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Yb, Lu). The remarkable enrichment of surface waters in Eu is explained by the alteration of plagioclases. Comparison of the Mefou catchment area with the reference sites, the Nsimi catchment area (source and stream of the Mengong) and the Nyong River monitored for more than twenty years under the SNO MTROPICS, shows a very significant enrichment of the waters in major elements (Cl, SO4, NO3, Na, K, Ca, Mg). Human activities lead to water contamination by nutrients and metals, and influence the dynamics of processes such as the absence of metal complexation by organic matter, probably due to the absence or low concentration of humic and fulvic acids. In groundwater, Mn, Al, Ba, Zn, Zn, Fe are the dominant transition metals and nitrate contamination (942 ± 127 µmol/L) is noted with concentrations above the standard set by the World Health Organization (806 µmol/L), and to a lesser extent by some metals like Al, Mn. In surface waters, Fe, Mn, Ba, Al, Zn, Cu are the most important metallic trace elements. However, the average concentration of Mn (4.1 ± 0.8 µmol/L) and the maximum concentration of Fe (267 µmol/L) are higher than the recommended standards (1.8 µmol/L and 35.8 µmol/L, respectively). Pollution is gradually decreasing from Mfoundi (a tributary of the Mefou River in town) to the Mefou River and the Nyong River. This natural self-regulation process is due to the dilution, sedimentation, degradation and adsorption of elements in lowland areas and in the riverbed occupied by macrophytes with a phytoremediator role. Indeed, the large volumes of water from the other tributaries of the Mefou and Nyong rivers, which drain areas with little or no anthropisation, dilute the concentration of elements in the highly mineralised waters from the urban area. The flat relief downstream of the Mefou basin slows the flow of the river and favours the deposition of suspended particles loaded with pollutants. The roots of the macrophytes in this vast and highly developed swampy area trap the organic and mineral pollutants of the Mefou River and contribute to the decrease in their concentration in the river's water

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Noiriel, Catherine. "Contribution à la détermination expérimentale et à la modélisation des différents processus contrôlant l'évolution géochimique, structurale et hydrodynamique des roches fissurées carbonatées." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012048.

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Анотація:

Ce travail a porté sur l'application de la microtomographie à rayons X à la caractérisation de la géométrie de fractures et milieux poreux soumis à des réactions de dissolution, afin de mieux comprendre les relations existant entre les réactions chimiques, les modifications de géométrie, et l'évolution des écoulements et du transport réactif. Les observations ont permis de mettre en évidence la nature instable des phénomènes de dissolution, qui peuvent conduire à une augmentation rapide de la perméabilité. L'implication de la minéralogie et de la texture des roches naturelles paraît également déterminante dans l'évolution de la rugosité des surfaces, du transport des éléments à l'interface eau-minéral, et des motifs de dissolution. Le modèle de transport réactif HYTEC a ensuite été utilisé afin de mettre en évidence le rôle de la géométrie, de la relation porosité - diffusivité, et de la valeur des nombres de Damköhler et de Péclet dans l'évolution du transport des espèces en solution.

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Granet, Mathieu. "Constantes de temps des processus d'érosion et d'altération dans le système himalayen : Approche géochimique élémentaire et isotopique par les séries de l'Uranium." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/GRANET_Mathieu_2007.pdf.

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Анотація:

La détermination des constantes de temps caractéristiques des processus d’érosion mécanique et d’altération chimique est une étape indispensable pour comprendre la réponse des reliefs vis-à-vis des forçages externes tels que la tectonique, le climat et les activités anthropiques. Cette problématique est abordée par l’analyse des nucléides des séries de l’uranium dans les sédiments et les matières en suspension transportés par les rivières himalayennes des bassins du Gange et du Brahmapoutre. Dans le bassin du Gange, les constantes de temps d’altération déterminées dans la haute chaîne à partir de l’étude des sédiments grossiers de la Kali Gandaki varient de quelques milliers d’années, où la surrection est maximale, à 350 ka. Elles traduisent ainsi une durée d’altération très importante des roches en place avant que les produits d’altération ne soient transportés sous forme de sédiments dans les rivières. En sortie de chaîne, ces sédiments sont transportés par les affluents du Gange, la Gandak et la Ghaghara, sur une période de transfert de l’ordre de 100 ka. L’étude des sédiments à l’exutoire des affluents du Brahmapoutre suggère quant à elle des périodes d’altération variant entre 110 et 270 ka. Ces temps longs confirment le rôle des périodes de stockage provisoires en différents endroits du bassin. Dans le Gange et la Brahmapoutre, les constantes de temps déterminées pour le transfert des sédiments sont respectivement de 575 ka et de 160 ka, c’est-à-dire du même ordre de grandeur que les temps de réponse de ces deux fleuves. Ces temps longs étant supérieurs aux temps caractéristiques des oscillations climatiques quaternaires, ils confirment le pouvoir tampon des plaines alluviales asiatiques sur les variations de flux sédimentaire haute-fréquence en réponse aux forçages externes dans la haute chaîne. L’étude des matières en suspension suggère que leurs compositions chimiques reflètent le rôle des processus de mélange entre des sédiments grossiers et du matériel superficiel plus fin, recyclé par la végétation et ayant des origines variées. A la différence des sédiments grossiers, les temps de transfert des matières en suspension seraient rapides ce qui suggère le potentiel des nucléides des séries de l’uranium pour aborder les lois de transport solide des particules en fonction de leurs tailles
The time-scales of erosion and weathering processes are key parameters which need to be determined to understand the response of the reliefs to external forcings like tectonics, climate and human activities. They were recovered by using U-series nuclides analyzed in sediments and suspended materials carried by the Himalayan rivers of the Ganges and Brahmaputra basins. In the Ganges basin, the time-scales of weathering determined from the study of coarse sediments carried by the Kali Gandaki range from several ky, where the surrection is located, to 350 ky. Such values indicate that the bedrocks are in situ weathered for a long period before the weathering residual products get transported in the rivers as coarse sediments. At the outlet of the high range, these sediments are carried by the tributaries of the Ganges, the Gandak and Ghaghara, during a transfer period of about 100 ka. The study of the sediments at the outlet of the Brahmaputra tributaries allows to propose time-scales of weathering ranging from 110 to 270 ky. Such long periods confirm that during their transfer in the plains, the sediments are temporarily trapped at several places in the basins. In the Ganges and Brahmaputra rivers, the time-scales of sedimentary transfer are 575 and 160 ky, respectively. These values, which are of the same order as their response times, are much longer than the time-scales of the Quaternary climate oscillations. It confirms the buffering action of the asiatic alluvial plains for the high-frequency sediment flux variations in response to external forcings in the chain. The study of suspended materials suggests that their chemical compositions result from the mixing of coarse river sediments with fine particles from various locations in the basin which are affected by vegetation recycling. By contrast to coarse sediments, the time-scales of transfer for the suspended materials are fast, e. G. A few ky, pointing the potential of U-series nuclides to assess particle transport laws as a function of their size

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Rospabé, Mathieu. "Etude pétrologique, géochimique et structurale de la zone de transition dunitique dans l'ophiolite d'Oman : identification des processus pétrogénétiques à l'interface manteau/croûte." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30071/document.

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Анотація:

L'origine de la zone de transition dunitique (DTZ) à l'interface manteau-croûte est mal connue, ainsi que les processus physico-chimiques impliqués dans sa genèse. Pour aborder cette question, ce travail a porté sur l'étude pétrologique, géochimique et structurale de 20 coupes (600 échantillons) levées dans la DTZ du massif de Sumail (ophiolite d'Oman), épaisse de plus de 400 mètres à l'aplomb d'un paléo-diapir mantellique. Au-delà des données in situ sur minéraux (microsonde, LA-ICP-MS) et des compositions en éléments majeurs des roches totales, le développement d'une procédure analytique a permis l'acquisition des compositions en éléments en traces des dunites dont les teneurs sont de l'ordre du ng.g-1. La DTZ est faite de dunites pures (olivine et chromite) et de dunites imprégnées, contenant une quantité variable de minéraux interstitiels ayant cristallisé à partir d'un magma percolant. Ces faciès renferment des minéraux d'une variété insoupçonnée incluant, en plus de ceux clairement issus d'un MORB (clinopyroxène et plagioclase), de l'orthopyroxène, amphibole, grenat, et des diopsides témoignant d'un processus d'hybridation entre le MORB et des fluides hydratés. Les forts rapports Mg# et teneurs en TiO2 des orthopyroxènes et amphiboles ainsi que la composition des clinopyroxènes, intermédiaire entre clinopyroxènes magmatiques et diopsides hydrothermaux, a permis de contraindre la composition du magma hybride qui résulterait du mélange entre un magma d'affinité tholéiitique et un fluide supercritique riche en silice, voire trondhjémitique issu de la fusion incongruente hydratée des orthopyroxènes mantelliques, similaire au produit de fusion hydratée des roches environnantes (péridotites serpentinisées, troctolites, gabbros). Ces minéraux sont observés en position interstitielle et en inclusion dans les chromites, témoignant de leur origine précoce et du fait que les magmas hybrides ont participé à la formation de la DTZ. La combinaison des interprétations des données in situ et des données roches totales a permis la déconvolution du message polyphasé enregistré par les dunites : la signature du protolithe, celles de la dunitisation et du rééquilibrage de la matrice d'olivine avec un MORB percolant (métasomatisme cryptique), la signature de refertilisation par la cristallisation des minéraux interstitiels (métasomatisme modal), ainsi que les effets de la serpentinisation. Il apparaît que les dunites pures, caractérisées par un spectres de terres rares en forme de U ou de V, semblent avoir acquis cette signature très précocement, probablement lors de la phase initiale de leur genèse sous l'effet de rééquilibrages avec des liquides très riches en éléments incompatibles (REE, Th, U, HFSE) et pouvant correspondre au magma hybride. L'étude structurale de la DTZ dans le massif de Sumail a montré l'influence de la tectonique synmagmatique sur la structuration de la DTZ, se traduisant par l'alternance d'horizons imprégnés ou non ainsi que par l'évolution verticale sur plusieurs dizaines de mètres des compositions chimiques à l'approche des zones de failles. On l'observe notamment pour les teneurs en éléments immobiles dans les fluides tels que le Ti, les REE ou le Th. La DTZ semble s'être développée dans un environnement transtensif dont les deux systèmes de failles principaux N130 et N165-180 ont accommodé la percolation des magmas et fluides responsables de la dunitisation ainsi que l'introduction des fluides hydrothermaux pouvant conditionner les échanges globaux avec les enveloppes externes.La comparaison avec les DTZ d'autres massifs en Oman ou à Trinity (Californie), ayant évolué dans un contexte magmatique différent, montre également l'importance des failles synmagmatiques dans la structuration de la DTZ. Les liquides qui ont percolé dans ces DTZ apparaissent systématiquement sous-saturés en Al et saturés en H2O, amenant à interpréter le caractère hydraté comme une condition critique pour la genèse des dunites
The origin of the dunitic transition zone (DTZ) between the mantle and the crust is still largely unknown, as well as the physical and chemical processes involved in its genesis. To address this topic, this thesis focused on the petrological, geochemical and structural study of 20 cross-sections (600 samples) collected along the DTZ from the Sumail massif, Oman ophiolite, 400 meters thick and located above a former paleo-mantle diapir. In addition to mineral compositions acquired using in situ methods (microprobe, LA-ICP-MS) and to whole rock major elements, the development of an analytical procedure permitted to determine trace element contents in dunites that display low concentrations (regularly about one ng.g-1). The DTZ is made of pure dunites (olivine and minor chromites), and of impregnated ones, containing a variable amount of interstitial minerals that crystallized from a percolating melt. These latter rocks contain an unexpected mineralogical variety with, in addition to clinopyroxene and plagioclase showing a MORB affinity, the presence of orthopyroxene, amphibole, garnet and diopsides that highlights a hybridization process between the MORB and hydrated fluids. The high Mg# ratio and TiO2 content in orthopyroxene and amphibole together with the clinopyroxene composition, intermediate between igneous clinopyroxene and pure hydrothermal diopside, allow deciphering the nature of the parent melt as the result of the mixing between tholeiitic melt and a supercritical water enriched in silica, or trondhjemitic fluid issued from the hydrated incongruent melting of mantle orthopyroxene, similar to melts produced by the hydrated melting of country rocks (serpentinized peridotites, troctolites, gabbros). All these minerals are observed both in interstitial position and as inclusions in chromite, showing that they crystallized early and that hybrid melts participated to the genesis of the DTZ. The comparison between mineral and whole rock compositions permitted to highlight the different processes that led to the observed chemical signatures of dunites: the protolithe signature, the dunitization process, chemical reequilibration between the olivine matrix and the percolating MORB, refertilization following the crystallization of interstitial minerals, as well as the effects of later serpentinization. Pure dunites, characterized by U or V-shaped REE patterns, seem to have acquired early the LREE-enriched signature that probably results from the reequilibration with silica- and incompatible trace elements-rich fluids (REE, Th, U, HFSE) generated through the harzburgite orthopyroxenes incongruent melting and probably reflecting the hybrid melt that crystallized interstitial hydrous minerals. The structural study of the DTZ in Sumail highlights the effect of synmagmatic faults on the DTZ development, resulting in the alternation between pure and impregnated horizons as well as in the vertical chemical structuration with compositions evolving on few tens of meters until fault zones. This is particularly true for chemical species expected as immobile during weathering as Ti, REE or Th. The DTZ seems to have been developed in a transtensional environment structured by two main faults systems, oriented N130 and N165-180. These faults spatially constrained both the melt flow, thus the dunitization, and the introduction of hydrothermal fluids probably oceanic in origin. This meeting zone between igneous and hydrothermal fluids can strongly influence the chemical exchanges and distribution between the deep lithosphere and the surface. The comparison between the Sumail DTZ and other ones from Oman or Trinity (California) ophiolites, which evolved in a different magmatic setting, shows the systematic role of synmagmatic faults. Melts that percolated these other DTZ were under-saturated in Al and saturated in water, allowing to interpret the hydrated component as an essential condition for dunites genesis at the mantle-crust transition

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Regba, Mohamed. "Etude géochimique d'un segment de croute océanique fossile : la nappe ophiolitique du Semail en Oman : Genèse des séries magmatiques et processus hydrothermaux associés." Toulouse 3, 1991. http://www.theses.fr/1991TOU30215.

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Анотація:

Les objectifs de cette etude geochimique ont ete: a) la caracterisation des series magmatiques de la nappe ophiolitique de semail en oman, b) l'analyse des processus hydrothermaux ayant affecte ce massif. Les unites volcaniques v1, v2 et v3, identifiees dans ce massif, presentent respectivement les caracteres geochimiques des morb de l'ocean indien, de basaltes d'arcs et de basaltes alcalins. Dans la sequence plutonique de la section du wadi haymiliyah, les donnees geochimiques ont permis de relier respectivement les deux series gabbroique et wehrlitique aux volcanismes v1 et v2. La zone de transition de cette section pesente des caracteres geochimiques originaux (nd(t)21, spectres en terres rares discontinus) qui s'expliquent par un processus d'impregnation d'harzburgites residuelles par des magmas elementaires de compositions variees. Les compositions isotopiques du strontium et de l'hydrogene montrent que la sequence extrusive du wadi salahi a ete alteree par des fluides d'origine marine. Les quatre types d'alteration (basaltes alteres, diabases alteres, epidosites et roches mineralisees), mis en evidence mineralogiquement, presentent des caracteres geochimiques distincts. Ils ont ete alteres dans des conditions differentes, et peuvent correspondre a differentes parties d'un systeme hydrothermal comprenant des zones de recharge et des zones de decharge. Le devenir des elements en trace a ete examine. Les bilans de matiere ont montre l'importance des veines d'epidote et de calcite et des epidosites dans les systemes hydrothermaux. Les caracteres geochimiques de l'alteration de cette ophiolite different de ceux observes dans la croute oceanique actuelle. Ces differences peuvent s'expliquer par la superposition, dans le massif d'oman, de plusieurs stades d'alteration hydrothermale induits par les differents episodes magmatiques

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Laporte, Didier. "Un exemple d'intrusion syntectonique : l'intrusion d'Ile-Rousse, Corse du nord-ouest : étude pétrographique, minéralogique et géochimique, analyse structurale." Saint-Etienne, 1987. http://www.theses.fr/1987STET4001.

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Анотація:

L'intrusion d'Ile Rousse est une association intime de granitoïdes aux caractéristiques plus ou moins fortement contrastées, juxtaposés en lames subméridiennes à fort pendage. On y distingue des granitoïdes calcoalcalins magnésio-potassiques et des granitoïdes n'appartenant pas à l'association magnésiopotassiques dont les mieux types sont les granodivrités de Corbara. Analyse statistique de la sous-fabrique des mégacristaux de Feldspath potassique accompagnée d'une modélisation mathématique

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Chevalier, Nicolas. "Processus biogéochimiques du cycle du méthane dans les environnements de sources de fluides froids (mer de Norvège et mer de Marmara) : approche géochimique organique." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066155.

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Анотація:

L’émission de méthane, important gaz à effet de serre, dans les environnements de sources de fluides froids suscite un intérêt grandissant par son éventuel impact sur le réchauffement climatique. Cependant, la majorité du méthane émis dans les sédiments marins est consommée via l’oxydation anaérobie du méthane (OAM). Ce processus, réalisé par des archaea méthanotrophes (ANME) associées à des bactéries sulfato-réductrices (SRB), régule les flux de méthane vers l’atmosphère, est à l’origine des écosystèmes profonds, et contribue à la formation de carbonates authigènes. Le but de cette thèse a donc été de mettre en évidence, via une approche géochimique organique (biomarqueurs lipidiques et composition en isotopes stables du carbone), les processus biogéochimiques du cycle du méthane et d’apporter des données supplémentaires sur les communautés microbiennes associées, dans des régions différentes de sources de fluides froids : le volcan de boue Haakon Mosby et les pockmarks Nyegga sur la marge Nordique de la mer de Norvège (campagne VICKING) et le long de la faille active Nord Anatolienne en mer de Marmara (campagne MARNAUT). Les principaux résultats ont montré, dans la majorité des carottes sédimentaires, une zonation verticale de l’OAM dans les 20 premiers centimètres de sédiment, dépendant du flux de méthane et influençant le type de faune benthique. Ils ont également montré la contribution de l’OAM dans la formation des carbonates authigènes, en lien étroit avec la biodégradation de pétrole dans le cas de la mer de Marmara. Enfin, la distribution des biomarqueurs lipidiques d’ANME et de SRB appauvris en 13C a permis de déterminer que le groupe d’archaea ANME-2 et leur partenaire SRB de l’ordre des Desulfosarcina/Desulfococcus sont les assemblages prédominants dans les différentes régions étudiées, confirmé par des analyses phylogénétiques dans le cas des sédiments du sud du bassin Cinarcik de la mer de Marmara.

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Bost, Nicolas. "L'analyse géochimique et minéralogique de matériaux analogues de Mars et la création de l'International Space Analogue Rock Store." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747077.

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Анотація:

L'objectif de la thèse est de créer une collection de roches et minéraux analogues pour calibrer et tester les futurs (et existants) instruments de vol, en accord avec la géologie de Mars afin de préparer les futures missions in situ (MSL-2011 et ExoMars-2018). Les échantillons sont caractérisés avec des instruments de laboratoire (microscope, Raman, IR, DRX, MEB, microsonde électronique, et ICP-MS), mais aussi avec des instruments de vol en développement (Mössbauer MIMOS II, les spectromètres ExoMars Raman et IR (MicroOmega)). L'ensemble des échantillons sont décrits sur une base de données en ligne à l'adresse : www.isar.cnrs-orleans.fr. Une partie de cette thèse est dédiée au développement d'un instrument de cathodoluminescence, qui peut être adapté au spatial. L'étude des processus d'altération des basaltes sur Terre montrant des similarités avec les processus de surface et de subsurface présent sur Mars, permet d'aider à mieux comprendre et interpréter les objets sur Mars. Pour cela, et pour compléter la collection, des basaltes altérés dans des conditions hydrothermales et acides ont été collecté dans la mine de Skouriotissa à Chypre. L'évolution minéralogique des basaltes à travers les différents facies d'altération a été étudiée. Parce que les basaltes terrestres sont plus pauvres en Fe et Mg que les basaltes martiens, deux basaltes artificiels ont été synthétisé. Ces deux échantillons sont différents en terme de refroidissement (~110°C/h et trempé). On note que le basalte refroidi lentement montre des textures spinifex similaires aux komatiites. Si ce type de basalte est présent sur Mars, et altéré en présence d'eau, ceci peut avoir d'importantes implications exobiologiques.

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Liotta, Angelo. "Compréhension des processus d’altération naturelle et expérimentale des vitrifiats. Application à des verres volcaniques de la Sicile orientale (Italie)." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10146/document.

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Le but de cette thèse est l’étude des processus d’altération naturelle et artificielle pour comprendre les mécanismes géochimiques mis en œuvre et la variation des phases minérales dans les verres naturels altérés. Pour la première fois, cinq échantillons de verre volcanique de compositions différentes provenant de la Sicile orientale (Italie), ont été collectés afin d’être soumis à une altération expérimentale puis analysés. L’utilisation d’échantillons volcaniques vitreux a permis d’obtenir des poudres et des lames composées par du verre silicaté non altéré, aptes à une altération expérimentale en laboratoire et l’étude des processus géochimiques qui ont eu lieu. L’altération expérimentale s’est déroulée en eau pure à 90°C pendant une durée comprise entre 1 et 1000 jours. La caractérisation des échantillons a été effectuée grâce à la spectrométrie Raman, qui a montré sur les lames d’obsidienne les effets de la dévitrification et la présence d’une minéralisation secondaire composée par des carbonates et de l’anatase. De la phillipsite et de la chabazite ont été aussi détectées, il s’agit de deux variétés de zéolites souvent présentes dans les vacuoles des basaltes anciens. Les phases solides secondaires ont été analysées avec le MEB. L’analyse a montré la présence de nombreux minéraux secondaires ayant une composition compatible avec les smectites, déterminée grâce à la spectroscopie EDS. Les résultats obtenus permettent une vérification de la modélisation géochimique sur une longue période. Cependant, des analyses ultérieures seront nécessaires avant d’arriver à une compréhension complète du processus d’altération des matériaux vitreux
The objective of this thesis is to study the effects of weathering and experimental alteration in order to understand the geochemical processes involved and the variation of mineral phases in altered natural glasses. For the first time, five samples of natural volcanic glasses having different composition were collected in eastern Sicily (Italy) in order to be artificially altered and analyzed. The study of naturally altered samples has allowed to observe the effects of weathering after a period of time corresponding to the age of the sample. Moreover, the use of samples of natural glass of volcanic origin has allowed to obtain some powder or thin plates of fresh silicate glass that have been subjected to artificial alteration in the laboratory, in order to model the geochemical processes that have occurred. Alteration experiments were conducted in pure water at 90°C; samples have been altered from 1 to 1000 days of experiment. The characterization of the samples was obtained by Raman spectroscopy, which showed the effects of the devitrification and the presence of some secondary minerals such as carbonates and anatase on the obsidian thin plates, but also phillipsite and chabazite, two varieties of zeolite usually found in the cavities of oldest basalts. Solid modifications were observed by SEM. The analysis showed the formation of several secondary minerals having a composition compatible with smectites, determined by EDS spectroscopy. All these results allow to test the geochemical modeling in the long term. Further analysis will be needed to reach a full understanding of the weathering of glassy materials

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Taquet, Noémie. "Monitoring géochimique de la géosphère et l'atmosphère : application au stockage géologique du CO2." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0252/document.

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Cette thèse touche à la problématique des échanges de gaz aux interfaces entre la géosphère, la biosphère, l'hydrosphère et l'atmosphère par l'intermédiaire du monitoring géochimique des gaz appliqué aux sites de stockage géologiques du CO2. Au niveau de l'axe « Métrologie », nous avons développé une plate-forme de monitoring géochimique continu, in situ et déportée par spectrométrie FTIR/Raman pour la mesure des gaz du sol (CO2, CH4, N2, O2, H2O). Des protocoles de quantification ont été développés pour la mesure par télédétection infrarouge terrestre en mode passif du CO2, CH4, SO2, H2S dans l'atmosphère. Au niveau des axes « Monitoring » et « Modélisation », les mesures de gaz du sol à proximité du puits d'injection de Rousse (Pilote CO2 Total, Lacq/Rousse, France) sur plus de sept cycles saisonniers ont montré une anti-corrélation entre la teneur en CO2 et les variations du niveau piézométrique de la nappe. Cette relation a permis de modéliser l'enveloppe de variabilité « naturelle » de la teneur en CO2 dans le sol, qui constitue un élément clé pour la surveillance des sites de stockage. Les variations majeures de teneur en CO2 sont attribuées à des processus de dissolution/libération de CO2 par la nappe, jouant un rôle de pompe à CO2. La concentration en CO2 en surface (+1m) serait gouvernée par les variations de teneur en CO2 du sol. Les mesures par télédétection FTIR des gaz dans l'atmosphère ont permis d'établir pour la première fois une simulation expérimentale 3D des enveloppes de CO2 à l'aplomb du site d'injection. Ces résultats constituent un premier pas vers la mise en place d'un outil de surveillance des panaches gazeux dans l'atmosphère
This study is based on the problematic of gas exchanges at the interface between the geosphere, biosphere, hydrosphere and atmosphere through the geochemical monitoring of gas applied to CO2 geological storage sites. Concerning the "Metrological" aspect, we developed and implemented an in situ continuous geochemical monitoring station, based on coupling FTIR/ Raman spectrometry for measuring soil gas (O2, N2, CO2, CH4 and H2O) close to the injection wells of Rousse 1 (CCS Total pilot, Lacq-Rousse, France). We also developed protocols to identify and quantify CO2, CH4, SO2, H2S in the atmosphere (plume) by passive remote sensing FTIR. On the "Monitoring" and "Modelling" aspects, the continuous recording of soil CO2 concentration during more than 7 seasonal cycles indicate that CO2 concentration in the soil was anti-correlated with changes in piezometric level of the groundwater. This correlation was used to model the limits of natural variability of CO2 content in the soil, which is a key to CCS sites monitoring. The main fluctuations in soil CO2 content was assigned to a dissolution/release process of CO2 by the perched water table, acting as a CO2 pump. The CO2 concentration at the near surface (+ 1 m) would be governed by changes of the soil CO2 content. FITR remote sensing measurement of atmospheric gases allowed for the first time to perform an experimental 3D simulation of CO2 layers on the injection site. This type of experimental simulation is a first step for the monitoring of gases in the atmosphere

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Kerber, Schütz Marta. "Le rôle des bactéries hydrogénotrophes et ferri-réductrices sur le processus de corrosion en contexte de stockage géologique." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4332/document.

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L’objectif principal de cette étude est d’évaluer le rôle de l’activité de bactéries hydrogénotrophes et ferri-réductrices sur le processus de corrosion anoxique en utilisant des indicateurs géochimiques. Il est considéré que le couple redox H2/Fe(III) est un moteur important pour les activités bactériennes qui peuvent ainsi affecter les vitesses de corrosion par la déstabilisation des couches de passivation (i.e. magnétite, Fe3O4). Les résultats indiquent que la magnétite de synthèse est déstabilisée en présence de bactéries hydrogénotrophes et ferri-réductrices due à la réduction du Fe(III) structural couplée à l’oxydation de l’H2. La quantité de Fe(III) bioréduit est augmentée en présence de concentrations croissantes en H2 dans le système: 4% H2 < 10% H2 < 60% H2. De plus, les résultats indiquent que la réaction de corrosion est différente selon la composition de la solution et la surface de contact de l’échantillon métallique (poudre de fer ou coupon en acier au carbone). Les produits de corrosion solides sont différents pour chaque échantillon étudié: vivianite, sidérite et chukanovite sont les principales phases minérales identifiées dans les expériences avec de la poudre de fer, tandis que vivianite et magnétite sont identifiées en présence de coupons en acier au carbone. Les résultats montrent que la vitesse de corrosion est quasiment deux fois plus importante en présence de bactéries après 5 mois de réaction. Cette étude apporte une nouvelle approche sur la compréhension des phénomènes de biocorrosion, l’identification des mécanismes physico-chimiques et la détermination des paramètres contrôlant la vitesse de corrosion
The main objective of this study is to evaluate the role of hydrogenotrophic and IRB activities on anoxic corrosion process by using geochemical indicators. It is assumed that the redox couple H2/Fe(III) is an important driver for bacterial activities potentially affecting the corrosion rate by destabilization of passive layers (i.e. magnetite, Fe3O4). Our results indicate that synthetized Fe3O4 is destabilized in the presence of hydrogenotrophic IRB due to structural Fe(III) reduction coupled to H2 oxidation. The extent of Fe(III) bioreduction is notably enhanced with the increase in the H2 concentration in the system: 4% H2 < 10% H2 < 60% H2. Moreover, the results indicate that corrosion extent changes according to the solution composition and the surface of metallic sample (iron powder and carbon steel coupon). The solid corrosion products are different for each sample: vivianite, siderite and chukanovite are the main mineral phases identified in the experiments with iron powder, while vivianite and magnetite are identified with carbon steel coupons. Our results demonstrate that corrosion rate is increased almost two-fold in the presence of bacteria after 5 months of reaction. This study gives new insights regarding the understanding of biocorrosion phenomena, identification of physicochemical mechanisms, and determination of key parameters controlling the corrosion rate

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

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

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Dahire, Mohamed. "Granites et leucogranites péralumineux du Brezouard et du Bilstein (Vosges moyennes) : caractères pétrographiques, géochimiques et minéralogiques." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10027.

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L'étude des leucogranites péralumineux des Massifs de Brezouard et de Bilstein (Vosges moyennes) a pour objectif une cartographie détaillée, une caractérisation pétrographique, minéralogique et géochimique des différents faciès (leucogranite A 2 micas, leucogranite à cordiérité, filon microgranitique, rhyolite à cordiérité) et de définir les modalités d'évolution ainsi que leurs relations spatiales et génétiques. Pour le massif de Brezouard, une mise en place biphasée avec une déformation périphérique en partie subsynchrone oblitérée ultérieurement par une autre cataclastique de basse température est mise en évidence. Le massif de Bilstein correspond à une structure indépendante et aurait subi une orthognéissification en relation avec le fonctionnement ductile d'une zone de cisaillement destre

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Turpin, Mélanie. "Caractérisation minéralogique et géochimique de la sédimentation carbonatée en domaine de péri plate-forme : mise en évidence de l'influence des processus d'exportation à partir des exemples des Bahamas au Miocène et de la Maiella (Italie) au Crétacé." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066488.

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La quantification des particules allochtones relativement aux autochtones dans les sédiments hauturiers est rare et les différentes particules néritiques allochtones ne sont pas caractérisées. Nous proposons un bilan précis de la sédimentation carbonatée en domaine péri plate-forme par la caractérisation et la quantification de chaque particule grâce à un protocole de séparation de fractions granulométriques permettant la caractérisation minéralogique, micropaléontologique et géochimique des constituants. Deux transects ont été étudiés : la marge ouest du Grand Banc des Bahamas et la plate-forme de la Maiella. Les constituants biogènes ont été discriminés des particules sans structure génétique, qui sont le produit d’une exportation de matériel fin. La comparaison des transects permet de caractériser l’exportation dans des contextes géologiques différents. Il apparaît difficile d’envisager l’exportation du matériel néritique comme un modèle unique et simple car de nombreux facteurs doivent être pris en compte
Periplatform deposits consist in a mixture of autochtonous particles and allochtonous components. We present an assessment of the carbonate sedimentation on proximal/distal transects using a granulometric separation technic leading to granulometrical fractions. On this basis, mineralogical, micropaleontological and geochemical approach was possible. A precise estimation of autochtonous and allochtonous particles was then possible. Two transects were chosen : the leeward margin of the Great Bahama Bank (middle Miocene) and the Maiella platform (Cenomanian-Turonian). The biogenic components were distinguished from carbonate particles "without genetic structure", which are mostly the product of an export of fine material. The comparison between transects allows a characterization of exportation in different geological contexts. It seems difficult to conceive the neritic material export as a unique and simple pattern because several factors have to be taken into account

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Ochoa-Salazar, Brenda-Xiomara. "Etude conjuguée géochimique/hydrologique des relations nappe-rivière dans une zone humide : cas de la zone humide alluviale de Monbéqui, France." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/468/.

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Une étude combinant analyses de terrain et analyse expérimentale en laboratoire vise à identifier les caractéristiques des eaux d'une zone humide, ainsi que les processus á l'origine de ces caractéristiques. La zone humide alluviale étudiée, celle de Monbéqui (25 ha), située á 50 km de Toulouse, est un milieu complexe, lieu de rencontre de masses d'eau de rivière et de nappe, d'intrants additionnels (engrais agricoles, rejets domestiques) et zone ou se déroulent de nombreuses réactions biologiques. Afin d'identifier les multiples apports et réactions á l'origine des caractéristiques de ces eaux, l'approche adoptée est celle d'une analyse en multi-composants, dans des diagrammes de mélange. L'analyse dans ces représentations d'éléments conservatifs (18O/16O, Cl-, Na+ et Ca2+) permet d'identifier trois masses d'eau: l'eau de Garonne, et deux eaux de nappe de nature différente. L'analyse des concentrations d'éléments non conservatifs (COD, NO3-, DO, Mn, Fe) associés à des réactions biogéochimiques de la matière organique, relativement á leurs concentrations attendues par de simples mélanges entre masses d'eau, permet d'identifier et quantifier les excès et déficits de ces composants, et de définir spatialement des zones présentant vis-à-vis des excès ou déficits de ces composants des caractéristiques distinctes. Ces zones sont associées à différentes conditions d'évolutions, par oxydation de matières organiques d'origines distinctes: deux flux de matières organiques d'origines distinctes sont distingues, un flux de matière organique apporté par la Garonne et qui s'oxyde lorsque celle ci entre en contact avec l'aquifère de la zone humide, donnant lieu à une série de réactions qui se traduit par une zonation spatiale des déficits de COD, NO3-, DO et excès en Mn, Fe le long des berges de la Garonne vers l'intérieur de la zone humide. .
This study combined analysis of terrain and analysis of laboratory to identifier the characteristics of waters the wetland zone and the processes that originate this characteristics. The Monbequi wetland zone studying (25 h) localize à 50 km of Toulouse, is a complex area, place of take river waters mass and groundwater(s) input additional (agricultural fertilizer, domestics discharge) and zone where take place many reactions biologics. This approach was used the multi-compounds analysis, in the mixing diagrams. The analysis of conservatives elements (18O/16O, Cl-, Na+ y Ca2+) permit identifying three waters mass: Garonne river water and two different groundwater. The analysis of concentrations of elements non-conservatives (COD, NO3-, DO, Mn, Fe) associate of biogeochemical reactions of organic matter relative to concentrations of the simple mixing waters mass permit to identify and quantify the excess and deficits of compounds, and to definer spatially of zones with the excess and deficits of this compounds with characteristics different. These zones are associated to different evolutions conditions, for oxidation of organic matter of origin distinct. Two flux of organic matter of origin distinct are identified: one flux of organic matter contribution for the Garonne River and that oxidizes after entering in contact with aquifer of the wetland zone, take place the reactions that showed the spatial areas of deficits in COD, NO3-, DO, and excess in Mn and Fe at long of gravel banks Garonne River toward interior of wetland zone. On the other hand we have one flux of the organic matter from the surface of wetland zone; it is the origin of the excess general in the carbonates of waters. This flux is estimated ten times higher that the flux of organic matter in contact Garonne River-Aquifer. The evolution of oxidized in the organic matter take place at the zones with deficits in nitrates, showed respectively by the processes of denitrification and nitrification. .

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Coquinot, Yvan. "Physicochimie et origine de la phase fluide impliquée dans les processus d'interactions fluide-roche au cours du métamorphisme rétrograde et de la déformation : exemple des diabases métamorphisées du massif de Rocroi." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2005/50376-2005-77.pdf.

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Dans le massif de Rocroi (Ardenne, France), des filons de dolérite et leur encaissant gréso-pélitique ont subi un métamorphisme varisque en faciès schistes verts (450-300°C, 250-100 MPa). Les filons les plus épais comme celui de la "Grande Commune" montrent une différenciation chimique, minéralogique et texturale progressive et continue entre coeur et bordure. Le premier assemblage métamorphique, à actinote, oligoclase, épidote, chlorite et ilménite est préservé uniquement au coeur. Il a été remplacé dans les bordures par un assemblage synchrone de la schistosité, à quartz, calcite, chlorite, albite et rutile. Les inclusions fluides de veines synschisteuses à quartz-calcite-chlorite ont enregistré le piégeage successif de trois familles de fluides appartenant aux systèmes de composition H2O~sels~N2-CH4-C02, N2-CH4( -C02) et H2O-NaCI. Le premier fluide est responsable des transformations chimiques et minéralogiques de la diabase. Les quantités de CO2 et de H2O consommées par les réactions et quantifiées par des bilans de matières impliquent l'infiltration de l'éponte par un volume de fluide qui vaut au moins 1,8 fois celui de la roche. Malgré ce flux important, les différences de XC02 entre les inclusions primaires des veines et celles des quartz de l'encaissant du filon montrent que la composition du fluide dans le filon est resté largement contrôlée par le pouvoir tampon des réactions. Les constituants volatils des inclusions (N2, CH4 et CO2) proviennent de la déstabilisation de micas riches en ammonium et de graphite présents dans les schistes encaissant. La déformation est le principal moteur de la mobilisation des fluides au cours de l'évolution rétrograde.

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Milot, Jean. "Utilisation des isotopes du fer pour le traçage des métaux anciens : développement méthodologique et applications archéologiques." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30367/document.

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L'objectif de ce travail de thèse a été de développer l'utilisation des isotopes du fer pour le traçage des métaux anciens, principalement ferreux. Notre approche méthodologique s'est articulée autour de trois axes majeurs. Le premier axe a consisté à étudier l'influence potentielle des processus métallurgiques sur la composition isotopique du fer des métaux produits. Pour cela, nous avons mesuré la composition isotopique du fer d'échantillons issus d'expérimentations de réduction de minerai de fer en bas fourneau, réalisées sur un site sidérurgique majeur de la période romaine (la Montagne Noire, Sud-Ouest de la France). Le second axe a eu pour objectif de valider ce nouveau traceur en mesurant la composition des isotopes du fer de minerais, scories et objets en fer issus d'un contexte archéologique connu et dont la provenance avait déjà été identifiée par des analyses élémentaires. Nous avons alors mesuré la composition des isotopes du fer de barres de fer principalement retrouvées dans des épaves romaines au large des Saintes-Maries-de-la-Mer (Bouches-du-Rhône, France). Enfin, le troisième axe a eu pour vocation d'estimer la pertinence, mais aussi les limites de ce nouvel outil en l'appliquant à deux terrains archéologiques très différents, où aucune étude de traçage classique n'avait été utilisée précédemment. Ces deux terrains concernaient la sidérurgie ancienne au Togo et la production de plomb argentifère médiévale au Maroc. Les résultats obtenus montrent que la composition isotopique du fer de la scorie et du métal produit est similaire à celle du minerai correspondant. Il n'y a donc pas de fractionnement des isotopes du fer tout au long de la chaîne opératoire de production de fer. De plus, et contrairement à certains traceurs élémentaires, les isotopes du fer ne sont pas contaminés par la paroi du four très pauvre en cet élément durant la réduction. Ceci permet ainsi d'établir des liens de provenance directs entre un objet en fer et un minerai. L'application de cette méthode de traçage à un contexte archéologique déjà largement étudié a permis de valider les hypothèses de provenance d'objets archéologiques. En outre, les isotopes du fer peuvent être plus discriminants que les éléments en trace car ils permettent notamment de différencier des productions de fer temporellement et géographiquement très proches. Le traçage est ainsi affiné. Enfin, nos résultats préliminaires suggèrent que les analyses des isotopes du fer pourraient également être appliquées à l'étude de la production de métaux non ferreux. Cette étude offre ainsi de nombreuses perspectives, telles que l'étude de la provenance de pièces de musée étant donné la faible quantité de matière nécessaire, l'établissement d'une base de données de composition isotopique du fer de minerais archéologiques et l'élaboration d'une méthode de traçage commune aux métaux ferreux et non ferreux
The objective of this work was to develop the use of iron isotopes for ancient, essentially ferrous metal tracing. Our methodological approach was based on three major directions. The first one consisted in the assessment of the potential influence of metallurgical processes on iron isotope compositions of the reduction products. For this purpose, we measured the iron isotope composition of materials from experiments of iron ore reduction in bloomery furnace performed in a major site of iron production during the Roman period (Montagne Noire, SW France). The second direction aimed at validating this new tracer through the iron isotope measurement of ores, slags and iron artefact samples from a well-defined archaeological context, and whose provenance was previously investigated by elemental analyses. We thus measured the isotopic composition of iron bars discovered in Roman shipwrecks found offshore Les-Saintes-maries-de-la-Mer (Bouches-du-Rhône, France). Thirdly, we estimated the relevance and limitations of our new tracing approach by applying it to the study of two different archaeological fields, on which no previous provenance study had been performed. These were the ancient iron production from North East Togo and the Medieval lead-silver production in Morocco (Anti Atlas Massif). The results demonstrate that the isotopic composition of slags and metals produced reflect that of their corresponding ores because no iron isotope fractionation occurs along the entire chaîne opératoire of iron production. Moreover, and in contrast to several elemental tracers, iron isotopes are not impacted by iron contribution from the smelting device during the reduction process, which allows to establish provenance links directly between an iron artifact and a specific ore. The application of this tracing method in a well-studied archaeological context has allowed to validate the provenance assumption of several archaeological artifacts. Furthermore, iron isotopes may provide a more discriminative tracer than trace elements because a temporal and geographical distinction is possible between close iron production sites. The tracing is thus more precise. Finally, our results suggest that iron isotope analyses could also be used in the study of non-ferrous metal production. This work offers many perspectives in provenance studies of museum pieces given the very small amount of material needed, in the setup of a database of iron isotope compositions of archaeological iron ores and the establishment of a common tracing approach for both ferrous and non-ferrous metals

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Rouchon, Virgile. "Les processus de métasomatisme des formations volcano-sédimentaires paléoarchéennes des cratons du Kaapvaal (Afrique du Sud) et de Pilbara (Australie) : implications pour l'évolution chimique de l'océan et le cycle géochimique de l'azote." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112046.

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L’altération des roches supracrustales archéennes implique des conditions environnementales encore mal contraintes qu’il est nécessaire de définir afin de mieux comprendre l’évolution des enveloppes externes au Précambrien, ainsi que les conditions d’émergence et de diversification de la vie. Le premier objectif de cette thèse est l’étude des métasomatismes des formations volcano-sédimentaires du Paléoarchéen, la caractérisation des mécanismes à leur origine, ainsi que la quantification des bilans géochimiques associés. Le deuxième objectif est l’étude de la composition isotopique de l’azote dans ces mêmes formations, et sa signification pour le cycle de l’azote au Paléoarchéen. Pour cela, une étude géochimique et isotopique des systèmes volcanosédimentaires Paléoarchéens de Pilbara et de Barberton a été entreprise. Le métasomatisme potassique est issu de l’altération par l’eau de mer du matériel volcanique en un assemblage séricite - feldspath-K - quartz à des pH de 5,5-6,5 en conditions réductrices et à des températures supérieures à 70 °C. Le bilan de masse de cette altération implique un enrichissement de l’eau de mer de l’ordre de 1 mole de Fe2+, Na+, Ca2+, et de 3 moles de Mg par kg de komatiite. Trois moles de H+ et 1 mole de K+ sont incorporées dans la roche en échange. Quatre moles d’oxygène sont ainsi libérées dans l’eau de mer, impliquant au total la neutralisation de 10 moles de H+ par kg de komatiite. La silicification est un processus diagénétique précoce contrôlé par la granulométrie des particules sédimentaires, les plus fines engendrant les plus fort taux de silicification. Les particules volcano-détritiques déposées dans les bassins sédimentaires paléoarchéens adsorbent jusqu’à 5 fois leur volume de silice dissoute, produisant un flux de silice depuis l’eau de mer vers la croûte de l’ordre de plusieurs dizaines de kilomoles par kilogramme de matériel détritique. Les sédiments grossiers ne subissant qu’une silicification partielle sont carbonatisés pendant la diagenèse profonde par la précipitation de dolomite riche en Fe à partir de l’eau de mer piégée dans la porosité résiduelle durant la silicification. La carbonatisation des formations sédimentaires archéennes permet le stockage de 1,8 moles de CO2 par kg de matériel détritique. Les bilans de masse proposés montrent un profond déséquilibre entre l’eau de mer et la croûte au Paléoarchéen, résultant certainement d’une forte pression partielle de CO2 dans l’atmosphère, et de conditions globalement réductrices. Les compositions isotopiques (δ15NATM) de l’azote dans les roches sédimentaires étudiées sont comprises entre 7,1 ± 0,6 et 9,4 ± 0,4 ‰ avec des teneurs en N entre 0,8 et 5 ppm, sous forme d’ions ammonium dans les silicates potassiques. Ces compositions correspondent à des valeurs maximales de l’ammonium incorporé dans les sédiments au paléoarchéen, et témoignent d’un réservoir d’azote enrichi en 15N potentiellement représentatif de la composition de l’océan, il y a 3. 45 Ga.

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Rhino, Kévins. "Caractérisation, quantification et modélisation des processus de transfert et des interactions CO₂-eau-roche en milieu poreux non saturé en contexte de forage lors d'un stockage géologique." Thesis, Bordeaux 3, 2017. http://www.theses.fr/2017BOR30040/document.

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Le stockage géologique du carbone est l’une des techniques les plus prometteuses pour réduire le taux de CO₂ dans l’atmosphère. La séquestration géologique possède la capacité et la longévité potentielles pour diminuer les émissions de CO₂ vers l’atmosphère. Dans le cadre d’injections à l’échelle industrielle, les réservoirs carbonatés peuvent faire partie des sites aptes à stocker du CO₂. Toutefois, ces injections à grandes profondeurs sont sujettes à des risques de fuites du piège géologique lui-même ou des infrastructures liés à l’exploitation du site de stockage. Ainsi, il existe principalement deux types de fuite : brutale et diffuse. Dans les deux cas, elles sont susceptibles d’entrainer des risques pour l’environnement et de mettre en danger les populations. Il est ainsi nécessaire de développer des outils capables de prévenir une fuite de CO₂ quel que soit son type. Par ailleurs, il est particulièrement indispensable de comprendre les mécanismes de transport réactif qui rentrent en jeu lors de l’arrivée de cette fuite en contexte de proche surface (zone vadose) et ainsi d’essayer d’étudier comment cette fuite peut s’amortir. Ces travaux de thèse traitent donc de la caractérisation, de la quantification et de la modélisation des processus de transferts et des interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ dans la zone vadose en contexte de fuite à partir d’un puits de forage. Cette problématique a été d’abord abordée par une approche expérimentale sur un site pilote à Saint-Emilion. Puis, les interactions CO₂-H₂O-CaCO₃ ont été étudiées au travers d’une approche expérimentale à l’échelle de la carotte en laboratoire. L’approche expérimentale a conduit à la réalisation de deux fuites dans la zone vadose du site pilote : une fuite diffuse et une fuite ultra diffuse. Elles furent réalisées dans la continuité des expériences qui avaient déjà eu lieu auparavant. Une comparaison de l’ensemble des fuites a montré la nécessité d’utiliser des gaz nobles comme précurseurs de l’arrivée en surface du CO₂. Selon le type de fuite, l’hélium peut servir de précurseur temporel du CO₂, tandis que le krypton prévient de l’étendue du panache de gaz durant la fuite. Plus la pression d’injection du CO₂ est importante et plus le gaz migre par advection. Par ailleurs, une pression d’injection importante favorise l’existence de passage préférentiel dans la zone vadose. L’utilisation d’isotopes tels que ceux de l’hélium et du carbone permet de mettre en évidence la présence locale de phases aqueuses dans le massif et de déterminer l’origine biologique ou anthropique du CO₂. Les expériences à l’échelle de la carotte permettent d’estimer le pouvoir tampon des calcaires oligocènes en fonction du faciès de la roche. La perméabilité et la porosité de celle-ci conditionnent la dissolution des calcaires. De même, la réactivité des carbonates en contexte de fuite dépend du pH de la phase aqueuse, du débit qui traverse le réseau poreux, de la saturation en eau et des caractéristiques pétro-physiques des carbonates
Carbon storage is one of the most encouraging methods to decrease CO₂ concentration into the atmosphere. Carbon storage provides the longevity and the capacity needed to decrease CO₂ emissions toward the atmosphere. When dealing with storage on an industrial scale, carbonated reservoirs can be among the most suitable storage sites. However, these high depth injections are subject to leakage risks from the geologic trap itself or from the framework created by the establishment of the site. Two main types of leakage exist: brutal and diffusive leakage. In both cases, they are likely to endanger the environment and the population. Therefore, it is essential to develop tools that are able to anticipate any types of CO₂ leakage. Furthermore, it is also necessary to understand the reactive transport mechanism that take place when the leakage arrives in the shallow subsurface (vadose zone)and to see how the leakage can be buffered. This work deals with the characterization, the quantification and the modelling of transfer processes and CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions into the vadose zone in a context of a leakage from a drilling well. This issue was first dealt through field experiment on the site of Saint Emilion. Then, the CO₂-H₂O-CaCO₃ interactions were studied through an experimental approach in laboratory. Two leakage experiments were performed on the site: a diffusive leakage and an ultra-diffusive leakage. They were performed as a sequel of former experiments carried on the pilot site. A comparison of all the leakage experiments revealed the necessity to use noble gases as precursor of the CO₂ arrival at the surface. Depending of the type of the leakage, helium can be a temporal precursor while krypton can anticipate the spread of the CO₂ gas plume. The higher the injection pressure, the more the gas migrates through advective flux. Moreover, a high injection pressure favors the existence of preferential paths in the vadose zone. The use of helium and carbon isotopes makes it possible to reveal the presence of a local aqueous phase within the porous media and to identify the origin of CO₂. The core scale experiments lead to the estimation of the buffering power of Oligocene limestone according to the rock facies. The permeability and the porosity influence the dissolution of the limestone. The reactivity of carbonates during a leakage depends on the pH of the aqueous phase, the flow rate that goes through the porous media, the water saturation and petrophysical characteristics of the carbonates

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Creach, Monique. "Accumulation supergène de cuivre en milieu latéritique : étude pétrologique, cristallochimique et géochimique de l'altération du skarn de Santa Blandina (Itapeva, Bresil)." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2344.

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On etudie l'indice cuprifere de santa blandina (bresil) provenant de l'alteration d'un skarn porteur d'une mineralisation sulfuree a chalcopyrite et bornite. Les produits argilomorphes provoquent l'epigenie des mineraux du skarn et des solutions percolantes provoquent l'evolution mineralogique de ces produits. Les analyses mineralogiques et cristallochimiques determinent la nature exacte de ces phases argilomorphes et montrent la difficulte de l'incorporation du cuivre dans un reseau regulier d'argile

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Myagkiy, Andrey. "Mineralization of Nickel in saprolitic ore of New Caledonia : Dynamics of metal transfer and modeling of coupled geochemical and hydrodynamic processes." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0277/document.

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La Nouvelle-Calédonie détient d’importantes réserves de nickel latéritique et est devenue, en 2017, le cinquième producteur mondial de Ni. Ces dépôts sont habituellement considérés comme résultant d’altération latéritique intense de la péridotite, qui constitue la principale source de nickel. Ainsi, le principal modèle conceptuel de la formation des minerais de nickel latéritique en Nouvelle-Calédonie est un modèle per descensum où la plupart des éléments (Mg, Ni et Si) ont été lessivés depuis la surface, en particulier lors du développement du sol latéritique. Le nickel est ensuite reprécipité, soit dans la goethite de la latérite fine, soit au niveau de la saprolite, sous forme de goethite et de silicates Mg-Ni, dont des talc-like ou kérolite. Les observations minéralogiques et structurales récentes ainsi que les données minières ont cependant mis en évidence de nombreux types d’hétérogénéités dans les concentrations, et la distribution des porteurs de Ni. Comprendre les facteurs la mobilité de cet élément, ses mécanismes de piégeage ainsi que les paramètres chimiques et hydrodynamiques à l’origine de ce piégeage, est essentiel afin de prévoir la distribution du nickel dans les profils latéritiques en Nouvelle-Calédonie, et constitue l’objectif de cette thèse. Ce travail est basé sur le développement (i) d’un modèle 1D s’intéressant en particulier au comportement géochimique du nickel lors de l’altération de l’ophiolite, sa comparaison avec les observations in situ et une compréhension détaillée de la mobilité des éléments traces pendant le processus, et (ii) d’un modèle 2D hydro-géochimique couplé avec l’hydrodynamique complexe des profils latéritiques, améliorant ainsi la connaissance du contrôle structural sur la redistribution et la minéralisation du nickel. Tandis que les simulations 1D permettent de mieux comprendre les aspects chimiques contrôlant les processus de rétention du nickel au sein d’un profil, le modèle 2D se révèle être un outil puissant pour la compréhension de la formation des dépôts locaux les plus riches en nickel. Les résultats du modèle 2D montrent une remobilisation du nickel depuis les horizons supérieurs puis sa reprécipitation sous forme de silicates dans la saprolite. Le nickel remobilisé provient principalement de la zone saprolitique à cause de la dissolution des silicates de nickel formés précédemment ainsi que de l’olivine résiduelle de cette zone. Ce modèle a également révélé que l’horizon latéritique (et en particulier les oxy- hydroxydes de nickel) avait un faible impact dans la remobilisation du nickel. L’infiltration latérale de l’eau contenant le nickel dissout issu des formations surincombantes est à l’origine de la formation des zones les plus riches dans les parties inférieures du profil. Cette redistribution est entièrement contrôlée par l’hydrodynamique locale, la topographie ainsi que l’orientation et la position des fractures. Les modèles présentés permettent d’expliquer les processus de formation des minerais de nickel latéritique saprolitique, améliorant ainsi la compréhension des paramètres contrôlant la mobilité des éléments traces dans un environnement ultramafique. Ceci donne une nouvelle clé de distribution du nickel dans les profils actuels, qui peut devenir un outil pour la prospection minière, et la recherche de nouvelles ressources exploitables
New Caledonia hosts significant lateritic nickel reserves, and presently became the fifth largest Ni producer in the world. These deposits are generally thought to be closely as- sociated with the intense chemical and mechanical weathering of peridotite bedrock that is a principal source of nickel. Thus, the main ore genesis model for Ni ores in New Caledonia is based on a single per descensum model where most elements (Mg, Ni, and Si) are leached from the surface, particularly, during lateritic soil development. Nickel is then concentrated either in the fine-grained laterite where goethite is the main Ni bearer, the so-called ’lateritic ore’, or below the laterites, in the saprolite level, where nickel occurs as goethite and several types of Mg-Ni silicates, in particular kerolite. Recent mineralogical and structural observations together with mining data have revealed a lot of different types of heterogeneities associated with the distribution and mineralogy of Ni bearing minerals. Therefore, in depth investigations of Ni mobility, its retardation processes along with its governing chemical and hydrodynamic parameters are of big importance for understanding and subsequent prediction of Ni distribution in profiles of New Caledonia. Such an investigation is an objective of the present work. The concept is based on the development of i) a powerful 1D model with particular emphasis on Ni geochemical behavior during ophiolite weathering, its comparison with in situ observations, and detailed understanding of trace elements mobility, and ii) 2D hydro-geochemical model coupled with complex hydrodynamics, that would additionally provide new insight into the structural control on Ni redistribution and mineralization. While the 1D simulations provide a remarkable result for understanding the chemical features that drive Ni retention processes in a profile, 2D model appears to be a powerful tool for understanding how local Ni-enrichments may form. The results of this model show the reactivation of Ni from upper horizons and its concentration in neo-formed silicates in bottom of the saprolite. The reactivated Ni comes mostly from the saprolite horizon due to the redissolution of previously formed Ni-bearing silicates and still persisting in this olivine zone. Modeling has revealed minor contribution of the laterite horizon (Ni-oxi-hydroxides) into the Ni remobilization. The lateral infiltration of water with remobilized Ni from areas such as topographic highs to downstream slope areas leads to the formation of richest deposits in this lower part of profile. The manner of redistribution is fully governed by the topographic slopes, orientation and position of the fractures. Presented models appear to be of importance in attempt of explanation of Ni mineralization processes, revealing the main keys to understanding the control of trace elements mobility in ultramafic environment. The latter gives new insights into the Ni distribution in present day profiles and, therefore, may greatly help in mineral prospecting and forecasting the distribution of future resources

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Colin, Aurélia. "Contraintes sur les processus de dégazage des dorsales océaniques par la géochimie des volatils et la pétrologie des laves basaltiques." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2010. http://www.theses.fr/2010INPL083N/document.

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Afin de préciser l'origine des volatils terrestres et les flux actuels et passés vers l’atmosphère, de nombreuses études s’intéressent à la composition du manteau. Ce réservoir est échantillonné naturellement lors des éruptions volcaniques, mais une grande partie des gaz est alors émise dans l'atmosphère, de sorte que la composition des volatils du manteau reste peu contrainte. Nous cherchons à préciser les mécanismes de dégazage sous les dorsales océaniques afin de corriger ces fractionnements. L'analyse (He-Ne-Ar-CO2) de verres basaltiques issus de la dorsale des Galápagos, dans la zone d'influence du point chaud des Galápagos, montre que la composition en volatils des laves s'explique par distillation de Rayleigh d'une source unique. Cette source est distincte de celle du point chaud (isotopes du néon), impliquant un dégazage en profondeur du panache ou une hétérogénéité spatiale de sa composition.Plusieurs verres volcaniques issus de la dorsale Atlantique et Est Pacifique ont été imagés par micro-tomographie aux rayons X. L'étude met en évidence des mécanismes de nucléation et de croissance des bulles différents sous les deux dorsales. De la convection en périphérie de la chambre magmatique avant l’éruption a été mise en évidence par l’étude pétrologique des verres. Les vésicules imagées ont ensuite été ouvertes individuellement sous vide par ablation laser et analysées (CO2, 4He, isotopes de l'argon). La composition des bulles est hétérogène dans certains échantillons et compatible avec une distillation de Rayleigh. Les tendances de dégazage obtenues permettent d'obtenir localement la composition de la source mantellique, qui est hétérogène.L'étude permet également d'appréhender l'hétérogénéité des rapports 40Ar/36Ar dans les chambres magmatiques par la technique d’ablation laser qui diminue la contamination atmosphérique par rapport à la technique classique de broyage
The composition of mantle volatiles is related to the origin of Earth's volatiles and to the past and present volatile fluxes to the atmosphere. Although this reservoir is naturally sampled during volcanic eruptions, most of the volatiles are lost to the atmosphere during this event, thus the composition of mantle volatiles is still uncertain. We try here to precise the processes of degassing below mid-oceanic ridges to correct the lava compositions for degassing.The He-Ne-Ar-CO2 analyses of basaltic glasses sampled along the Galapagos Spreading Center, in the area of influence of the Galapagos hotspot, show that the volatile composition of lavas is fully explained by a Rayleigh distillation of a unique source distinct from the plume source. These results imply that the plume degasses at depth or is heterogeneous.Several volcanic glasses from Mid-Atlantic ridge and East Pacific Rise have been imaged by X-rays microtomography. The mechanisms of vesicle nucleation and growth appear to be different below the two ridges. A step of convection at the magma body margin has been evidenced by the petrologic study of the glasses. Imaged vesicles have been subsequently opened under vacuum by laser ablation and analysed (CO2, 4He, argon isotopes). We observe, depending on the samples, either a single composition for all bubbles, or variations in composition between bubbles consistent with a trend of equilibrium degassing in an open system. The trends of degassing allow extrapolating locally to the volatile composition of the mantle source, which is heterogeneous. We also studied the heterogeneity of 40Ar/36Ar ratios in magmatic chambers using the laser opening method, which lowers the contribution of atmospheric gases compared to the classical crushing method

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Soufi, Mohamed. "Étude des magmatismes leucogranitique et ongonitique du blond (haut-limousin-Massif Central français) : Relations avec une mise en place syntectonique du massif granitique." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10012.

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Deux évolutions magmatiques continues cohabitent dans le complexe granitique hercynien de Blond. Le premier magmatisme leucogranitique péralumineux suit un processus de cristallisation fractionnée qui mène à son terme, aboutit à un magmatisme ongonitique. Une classification typologique des topazes montre l'existence de liens pétrogénétiques avec la fugacité initiale du magma en fluor. Les données de pétrologie structurale déterminent un mode syncinématique de mise en place par montée diapirique, mouvement indissociable du régime de cisaillement de la faille d'oradour sur glane. L'étude des traceurs géochimiques des fabriques planaires superposées des micas ferrolitiques recristallisés souligne les directions structurales régionales ainsi que leur succession

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Enjolvy, Remi. "Processus d'accrétion crustale et régimes thermiques dans le bouclier des Guyanes : signatures géochimiques et thermochronologiques au transamazonien (2250-1950Ma)." Phd thesis, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441743.

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Ce travail de thèse s'intéresse à l'événement transamazonien en Guyane Française. Le Transamazonien constitue l'événement géodynamique majeur structurant le bouclier des Guyanes entre 2.2 et 2.0 Ga. L'évolution de l'orogenèse transamazonienne est décrite en termes de croissance crustale, prenant en compte des processus de recyclage archéen ainsi que des processus d'accrétion juvénile et de réactivation thermotectonique au Paléoprotérozoïque. Notre travail axé sur une étude géochronologique (U-Pb et Ar/Ar) et une étude géochimique (éléments majeurs et éléments en trace) a permis de proposer un modèle d'évolution en quatre étapes : une première étape avec la formation d'une croûte océanique juvénile à 2.2 Ga, une seconde étape de croissance crustale, avec la formation de série TTG entre 2.18 et 2.1Ga. Cette seconde étape présente une évolution du contexte de subduction générant les TTG, le résultat est la formation de magmas type «sanukitoïdes». La troisième étape présente la formation de magmas calco-alcalins (2.1 à 2.08 Ga) résultant du «refroidissement» du contexte de subduction déjà initié lors de la seconde étape. Le stade final est caractérisé par la formation de granites d'anatexie crustale (2.1 à 2.06 Ga). Plus globalement, notre étude sur le Transamazonien s'intéresse à la question clé des domaines paléoprotérozoïques, qui est de définir quels types de processus étaient actifs à cette période ? Le Paléoprotérozoïque se situe à la transition entre la période archéenne dominée par des processus de croissance crustale dits «archaïques» et une période récente caractérisée par des processus de croissance crustale dits «modernes».

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Дисертації з теми "Processus géochimiques"

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