Résumé : Les granites (sens large) représentent l’ossature des continents et sont donc souvent étudiés pour comprendre la formation et l’évolution de la croûte continentale. Cependant, ces roches magmatiques peuvent disparaître par érosion ou peuvent voir leurs signatures chimiques et/ou isotopiques être perturbées par le métamorphisme ce qui limite notre compréhension de la croûte continentale. Plus important encore, les granites ne correspondent pas à de véritables liquides magmatiques contrairement aux laves et cela signifie que l’interprétation de leurs signatures géochimiques en termes de sources et de processus pétrologiques peut être erronée. Afin de résoudre ces problèmes, les minéraux accessoires (ex : zircon, sphène, apatite) sont souvent utilisés comme substitut afin de déterminer l’âge, la nature des sources, des conditions de cristallisation et des processus liés à l’extraction de la croûte continentale à partir du manteau. Toutefois, quand et comment les minéraux accessoires se forment dans les magmas et leur relation avec l’évolution de ces derniers restent mal contraint malgré des implications majeures pour l’interprétation des signatures géochimiques. Par exemple, le fait qu’une phase minérale enregistre des stades précoces ou tardifs de l’évolution d’un magma a des implications très différentes pour la compréhension du type et de l’origine du magma et, par conséquent, pour la formation de la croûte continentale.

            Dans cette thèse, il est proposé de se focaliser sur l’étude de deux minéraux accessoires clés : le sphène (CaTiSiO₅) et l’apatite (Ca₅(PO₄)₃(OH, Cl, F)) et d’en comprendre les liens avec leurs laves hôtes dans plusieurs contextes volcaniques différents mais bien contraints. Ces minéraux ont été choisis car ils sont omniprésents dans les roches magmatiques et ce pour des degrés de différenciation divers (ex : teneurs en SiO₂ de 55 à 75%pds). Ils ont donc le potentiel de suivre l’évolution des magmas des termes les moins évolués au plus différenciés. De plus, les teneurs en éléments en trace dans les minéraux accessoires sont sensibles à la nature des magmas hôtes (ex : Bruand et al., 2021) et plusieurs traceurs/chronomètres isotopiques peuvent leur être appliqués (ex : U-Th-Pb, Rb-Sr, Sm-Nd ; Antoine et al., 2020 ; Doucelance et al., 2020). D’un point de vue pratique, cette thèse consistera en l’étude de roches volcaniques contenant ces phases accessoires dans divers contextes géologiques (ex : intra-plaque, subduction, collision) et au sein de plusieurs séries magmatiques distinctes (ex : calco-alcalin, alcalin, hyper-alcalin). Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de développer la mesure des isotopes stables du Ca et du Ti par spectrométrie de masse à ablation laser (LA-MC-ICP-MS), en complément d’observations pétrographiques et d’analyses géochimiques, afin de comprendre les relations entre ces phases accessoires et leurs laves hôtes. Le principe de l’approche avec ces isotopes stables est que les séries volcaniques montrent une augmentation exponentielle des signatures isotopiques avec le degré de différenciation. L’étude de ces signatures isotopiques stables dans les phases accessoires pourra donc nous permettre de déterminer à quel stade d’évolution des magmas ces phases sont apparues. Par effet boomerang, l’étude des phases accessoires dans des granites de la croûte continentale permettra de contourner les problèmes énoncés plus haut et même d’aller plus loin en identifiant d’éventuels effets de mélange/contamination lors de la cristallisation des magmas granitiques et même de repérer des hétérogénéités de sources.

Mots clés : Laves, Géochimie isotopique, ICP-MS par ablation laser, Phases accessoires, Granites

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