Séminaire d’Oscar Laurent

Séminaire d’Oscar Laurent (ETH, Zurich) à Mardi 7 novembre à 14h

Lieu : Salle des Séminaires

Titre : Du minéral accessoire au continent : que tracent vraiment les isotopes radiogéniques dans les zircons et les apatites ?

Résumé :

La dernière décennie a vu l’explosion de la quantité de données isotopiques mesurée in-situ sur minéraux accessoires, en particulier le couplage des systèmes U-Pb et Lu-Hf dans le zircon. Le traitement statistique de ces données à l’échelle globale est largement utilisé pour contraindre l’évolution de la croûte continentale au cours de l’histoire de la Terre.

Cependant, cette approche ignore le contexte géologique et pétrologique de cristallisation du zircon, ce qui limite les interprétations basées sur celle-ci, comme le montrent des exemples basés sur l’étude de terrains Précambriens (Kaapvaal, West Troms) à Phanérozoïques (Massif Central). En effet, si les isotopes de l’Hf permettent de tracer l’implication de croûte ancienne dans la source du magma dans lequel le zircon cristallise, ils ne permettent ni de déterminer les modalités de cette implication, ni de la quantifier. En cela, le zircon est très utile pour identifier des segments crustaux distincts et leur histoire de différenciation ; mais il ne fournit par lui-même que peu d’informations sur la pétrogenèse des magmas.

Les développements analytiques récents permettent l’analyse in-situ en routine d’autres phases que le zircon. L’apatite est un minéral très prometteur, puisqu’il peut être analysé pour deux systèmes radiogéniques (Sm-Nd et Rb-Sr) et peut être daté par la méthode U-Pb. Afin d’explorer son potentiel pour contraindre la pétrogenèse des magmas et l’évolution crustale, ces analyses ont été réalisées dans des apatites provenant d’échantillons de granitoïdes archéens (nord du Kaapvaal) par ailleurs bien caractérisés (Sm-Nd sur roche totale ; U-Pb et Lu-Hf sur zircon).

Il s’avère que l’apatite enregistre rarement l’histoire magmatique mais plutôt le refroidissement ou une perturbation tardive (thermique et/ou interaction fluide-roche) des échantillons. Dans la plupart d’entre eux, les âges Sm-Nd (isochrones) et U-Pb obtenus sont en effet significativement plus jeunes que les âges U-Pb zircon, parfois de plusieurs centaines de Ma. En revanche, ce n’est pas le cas dans certains granitoïdes tardifs, où les données chimiques et isotopiques Sr-Nd dans les apatites (et d’autres accessoires, comme le sphène) peuvent alors être utilisées pour caractériser les sources et les mécanismes de mise en place des magmas, à un niveau de détail inaccessible à l’échelle de la roche totale ou même du système Lu-Hf dans le zircon.

Ces résultats soulignent la complémentarité des informations provenant de différentes phases accessoires et systèmes isotopiques, et surtout la nécessité de les coupler avec le contexte géologique et pétrologique des roches qui les renferment pour les interpréter correctement.