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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

Rospabé, Mathieu (2018). 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.

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Résumé en francais

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.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Ceuleneer, Georges
Pinet, Patrick
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Géosciences Environnement Toulouse (GET), UMR 5563
Mots-clés libres :Ophiolite d'Oman - Zone de transition dunitique - Géochimie
Sujets :Sciences de la terre
Déposé le :09 Nov 2018 15:16