Séminaire ISTeP - Benoît Dubacq

(ISTeP)

Contrôles du partage des éléments-traces dans les silicates, et application aux métapélites

Comprendre et quantifier le comportement des éléments en faibles concentrations est important pour la pétrologie, car les éléments mineurs et traces sont utilisés comme traceurs de nombreux processus géologiques. Ainsi le modèle "lattice strain" développé par Blundy et Wood (1994) a eu un succès retentissant car il relie les coefficients de partage magma/minéral aux propriétés élastiques du minéral et à la différence de rayon ionique entre l'élément-trace et le cation qu'il remplace dans la structure. Les limites de ce modèle seront montrées dans cette présentation : elles sont dues à la forme de l'équation proposée, qui décrit la déformation du cristal de manière incorrecte, et au choix d'un modèle de sphères rigides avec une hypothèse de déformation isotrope. Sur la base de modélisation atomistique, la déformation de la maille cristalline autour des défauts dus à l'incorporation d'un ou plusieurs éléments-traces apparaît incompatible avec le modèle de Blundy et Wood (1994), avec des implications fondamentales pour le calcul et la compréhension du partage des éléments-traces. Prédire les coefficients de partage au sein d'assemblages minéralogiques et/ou en présence de fluides reste compliqué par plusieurs facteurs, et en particulier les solutions solides, qui même limitées à quelques pourcents peuvent impacter les coefficients de partage sur plusieurs ordres de grandeur. Néanmoins l'accord avec les données expérimentales dans plusieurs systèmes (olivine/magma, grenat/magma, grenat/clinopyroxène) valide notre approche. Une application aux roches métamorphiques (métapélites des faciès des schistes bleus et des éclogites) montre que combiner ce type de modélisation à la mesure et cartographie in-situ des éléments mineurs et traces permet de mieux comprendre la dynamique de la cristallisation et la manière dont l'équilibre est atteint dans ces roches.

09/03/2018, Salle Fourcade à 12h30