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La Recherche

T2. METHODES: Petrologie, Géochronologie, Géochimie, Paléomagnétisme, Modélisation thermo-mécanique

Les méthodes utilisées et développées dans TIL :

- Pétrologie, Géochimie, mesures et modélisation

- Géochronologie

- Paléomagnétisme

- Modélisation thermo-mécanique

Pétrologie

...

Géochronologie

De par l’évolution des techniques analytiques, en particulier la généralisation des méthodes d’analyse in situ telle que l’ablation laser couplée à des ICP-MS, l’obtention de grande quantité de « dates » est devenue à la fois extrêmement facile (mesures rapides et simples à mettre en place), permettant des mesures très localisées (jusqu’à 5 μm de diamètre dans les monazites) et de qualité. Cependant, passer de « dates » à des « âges » ayant une réelle signification géologique, reste encore le nerf de la guerre! Un des points clé pour réussir à interpréter ces « dates » repose sur une meilleure connaissance du comportement des minéraux accessoires (monazite, zircon, apatite...) et des chronomètres associés (U/Pb, Th/Pb, U-Th/He...), c’est à dire une meilleure compréhension des mécanismes (diffusion, dissolution-précipitation...) et des paramètres (Température, fluides, radioactivité...) pouvant perturber les systèmes chronométriques. On s’intéresse en particulier au comportement de la monazite en contexte de Ultra Haute Température (thèse d’Antonin Laurent – 2014-2017) et en contexte hydrothermal, via une étude sur des échantillons de fentes Alpines et des études expérimentales (thèse d’Alexis Grand’homme – 2013-2016). Enfin, une activité importante est consacrée aux effets de la radioactivité dans les minéraux, liée à l’étude des systèmes U/Pb, Th/Pb et U-Th/He, et en particulier aux conséquences sur la mobilité et le transfert de ces éléments dans les roches au cours du métamorphisme et des interactions fluide/roche (Projets NEEDS).

Géochimie

Notre équipe thématique s’appuie à la fois sur les compétences de membres de l’équipe ainsi que sur des parcs analytiques performants, au GET et à l’OMP ( salles blanches de chimie, TIMS, MC-ICP-MS, LA-ICP- MS), et sur le nouveau centre de  microcaractérisation R. Castaing (http://ccarcastaing.fr/) de l’Université de Toulouse (2 microsondes électroniques de dernière génération SXFIVE et SXFIVE-FE, un MET (ARM 200F) et un FIB (FEI HELIOS 600i) de dernières générations également). Le renouvellement du laser femtoseconde du GET, permet en collaboration avec des chercheurs de l’équipe thématique 8, de développer les datations U-Pb sur minéraux accessoires autres que les classiques zircons et monazites, en s’affranchissant de standards spécifique du fait de l’absence d’effet de matrice sur ce type de laser.

Paléomagnétisme

L'cquisition de données paléomagnétiques apporte des éléments pour la reconstruction de modèles
cinématiques et pour la caractérisation de l’évolution du champ magnétique terrestre au cours des temps
géologiques.

Contact S. Rousse.

Plateforme Technique 1:  Atelier Magnetisme.

 Modélisation thermo-mécanique

Contacts M. Gerbault & M. Rabinowicz.
Nous nous appuyons sur des outils de modélisation numérique thermo-mécanique afin d'interpréter diverses  observations géologiques et géophysiques par des processus de déformations et de transfert de matière, de contraintes mécaniques et de transferts thermiques. Nous nous intéressons à combiner nos experiences d'une part en modélisation de milieux poreux fluides et magmatiques (fluides mantelliques issus de point chauds en particulier) et d'autre part en modélisation de milieux solides élasto-visco-plastiques.
Nous nous intéresssons notamment aux contextes suivants:

-  l'interaction plume-lithosphere en contexte oceanique et continental produit du magmatisme intraplaque. Nos travaux portent sur Yellowstone (Rigo et al., GJI 2015), la Réunion et Hawaii (Gerbault et al., EPSL, 2017), et en Afrique (travaux en cours). Nous cherchons notamment à comprendre comment les fluides magmatiques présents en base de lithosphère et soumis aux contraintes inhérentes à la collision plume-lithosphère, vont migrer vers la surface selon des trajectoires non-rectilignes bien specifiques. Pour cela nous cherchons à intégrer l'ensemble des données sismologiques, gravimétriques, géologiques et pétrologiques disponibles sur chaque région d'étude.

- Les conditions de développement d'instabilités gravitaires dans les croûtes chaudes orogéniques. L'enfouissement au coeur d'une orogène met en contact des roches felsiques et mafiques d'origines profondes set superificelle, s'associant à des apports de chaleur. Cela génère de la fusion partielle et la ségrégation de matériel peu dense capable de remonter vers la surface par diapirisme, et sur une échelle de quelques millions d'années à quelques dizaines de millions d'années. Nous travaillons sur le craton ouest-Africain (collaborations IRD, Ganne et al., Precamb. Res. 2014), sur la chaîne varisque en France (les Maures, Gerbault et al., Tectonophysics, 2016), et étendons nos réflexions au domaine post-orogénique Egeen (Vanderhaeghe et al., 2011), le Rogaland, et les Andes Chiliennes.

- le champ de contraintes autour de réservoirs magmatiques controlent les conditions de rupture en tension et en cisallement, en compétition avec l'évolution thermo-mécanique de l'interieur et exterieur du réservoir. Nous modélisons l'évolution visoc-élasto-plastique de ce champ de contraintes en 2D et 3D, avec application prévue au volcanisme d'arc Sud-chilien. Ce travail s'effectue en collaboration avec Riad Hassani (Géoazur) et son code FEM ADELI.

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