Circulations fluides et transferts à l`échelle lithosphérique : Position

Circulations fluides et transferts à l’échelle lithosphérique :
Position structurale et géochimie des fluides liés aux minéralisations Cu-Pb-Zn-Fe-Ag-Au dans la
région Laurion-Eubée-Makronisos (Grèce).
Applications à la reconstruction des transferts de matière et de chaleur au cours de l’évolution d’une
ceinture orogénique
Encadrement de la thèse :
O. Vanderhaeghe & A. Tarantola (GéoRessources)
L’objectif de ce travail de thèse est de caractériser les circulations fluides à l’échelle de la lithosphère
au cours du cycle orogénique depuis la formation d’un prisme d’accrétion crustal jusqu’à son
effondrement. Notre projet vise à caractériser les circulations fluides autour de minéralisations ciblées
à partir de travaux déjà publiés (fluides associés aux minéralisations) et d’intégrer les signatures
géochimiques et isotopiques des circulations anté- et post-minéralisations depuis les fluides antémétamorphiques jusqu’aux fluides tardifs météoriques. La source des métaux et le lien entre épisodes
minéralisateurs et géodynamiques sera traité.
La cible choisie est la bordure Ouest du complexe métamorphique Attico-Cycladique avec trois sites
clés à l’est d’Athènes (Grèce): 1. Péninsule du Laurion, 2. Ile de Makronisos, 3. Ile d’Eubée.
La région est localisée à l’intersection entre les chevauchements et détachements syn-orogéniques
responsables de l’empilement et de l’exhumation des nappes et des détachements accommodant la
formation du Metamorphic Core Complex égéen. De nombreux événements minéralisateurs, pour la
plupart associés à l’évolution tardi-orogènique, liés à l’extension et l’effondrement de la chaine
jalonnent la région. Sur ces trois cibles, le travail est centré sur des minéralisations en Cu-Pb-Zn-FeAg-Au. Par ailleurs, ces régions ont enregistré des degrés de métamorphisme distincts et diachrones
allant des Schistes bleus aux Schistes verts, à la migmatisation et à la fusion de la croûte (Naxos).
OBJECTIFS de la thèse :
⇒ Cadre géodynamique et géométrie des minéralisations et circulations fluides : Contrôle
structural sur les circulations fluides et le dépôt des minéralisations ?
1. Cartographie (relation minéralisations/encaissant, HP-BT, MP-HT, ductile-cassant) : Terrain
2. Métamorphisme (caractérisation des encaissants), datation des micas : Pétrographie,
microsonde électronique, Ar-Ar, modélisation PT (Perpl_X)
3. Reconstruction géodynamique
⇒ Géochimie des circulations fluides
1. PVTX : Pétrographie, cathodoluminescence, microthermomètrie, infrarouge, Raman
13
18
2. Isotopes stables : δD, δ C et δ O sur fluides et minéraux porteurs et encaissant
3. Chronologie des circulations fluides, mélange de fluides, …
⇒ Caractérisation des minéralisations
1. Fluides minéralisateurs (transport → dépôt): LA-ICP-MS
2. Eléments traces dans les sulfures (Ge, In, …): MEB, LA-ICP-MS
3. Datation des minéralisations : Re-Os (Molybdénite, Pyrite, Chalcocite), Argon
4. Source des éléments (granodiorite, métabasaltes ?): Géochimie, Modélisation (PhreeqC)
MOYENS ANALYTIQUES
GeoRessources :
CRPG :
Rennes / CRPG :
Nice :
Microthermomètrie, Infra-Rouge, Spectroscopie Raman, LA-ICP-MS
MEB, cathodoluminescence, microsonde électronique
13
δD micas et H2O, δ C carbonates et CO2, Re-Os
18
δ O silicates
Ar-Ar
SOURCES DE FINANCEMENT (FONCTIONNEMENT DE LA THESE)
Des études préliminaires financées par Otelo, Ressources21 et INSU (CT5) ont permis un premier
échantillonnage sur la base de deux campagnes de terrain (octobre 2011 et septembre 2012). Deux
travaux de Master2 ont été réalisés (L. Ponthus et C. Scheffer).
Sur cette base (15 000 euros pour l’année 2013), une campagne de terrain pourra être financée en
été-automne 2013 sur les régions ciblées ainsi que les premières analyses. Il est envisagé de faire
des demandes à Otelo, Ressources21 et INSU (CT5) pour les trois années de thèse.
COLLABORATIONS
GeoRessources : M.-C. Boiron (fluides, métallogénie), A.-S. André-Mayer (métallogénie, datation ReOs), L. Truche (modélisation PhreeqC), J. Cauzid (inclusions Infra-Rouge)
CRPG : C. France-Lanord, T. Rigaudier (isotopes stables), L. France (pétrographie, volcanisme), R
Pik (géochimie, datation)
Rennes : P. Boulvais (isotopes stables)
Chrono-Environnement Besançon : P. Goncalves (pseudosections), P. Rosenthal (métallogénie)
GéoAzur Nice : Y. Rolland (thermochronologie Argon)
UMR-5608 – TRACES (Nancy-Toulouse): D. Morin (archéologie),
IGME (Athènes) : A. Photiades (logistique, cartographie, minéralisations)
Université d’Athènes: K. Soukis (géologie structurale, cartographie), P. Voudouris (métallogénie)
PRODUCTION SCIENTIFIQUE RECENTE DES ENCADRANTS
Olivier Vanderhaeghe (Professeur GeoRessources)
Siebenaller L., Boiron M.-C., Vanderhaeghe O., Hibsch C., Jessel M., André-Mayer A.-S. and Photiades A. (2012) Fluid record
of rock exhumation across the britlle-ductile transition during formation of a Metamorphic Core Complex (Naxos Island,
Cyclades, Greece). Journal of Metamorphic Geology. doi:10.1111/jmg.12023.
Isseini M., André-Mayer A.-S.,Vanderhaeghe O., Barbey P. and Deloule E. (2012): A-type granites from the Pan-African
orogenic belt in south-western Chad constrained using geochemistry, Sr-Nd isotopes and U-Pb geochronology.
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Vanderhaeghe O. (2012) Thermal-mechanical evolution of orogenic belts at convergent plate boundaries : a reappraisal of the
orogenic cycle, Journal of Geodynamics 56-57, 124-145.
Kruckenberg S.C., Vanderhaeghe O., Ferré E.C., Teyssier C., Whitney D.L. and Chapman A. (2011) Flow of partially molten
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Alexandre Tarantola (Maitre de Conférences GeoRessources)
Caumon M.C., Dubessy J., Robert P. and Tarantola A. (2013) Fused silica capillary capsules (FSCCs) as synthetic aqueous
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Petrology 164 (3), 537-550.
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Tarantola A., Diamond L.W. and Stünitz H. (2010) Modification of fluid inclusions in quartz by deviatoric stress I: Experimentally
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Diamond L.W., Tarantola A. and Stünitz H. (2010) Modification of fluid inclusions in quartz by deviatoric stress II:
Experimentally induced changes in inclusion volume and composition. Contributions to Mineralogy and Petrology 160
(6), 845-864.
Tarantola A., Mullis J., Guillaume D., Dubessy J., de Capitani C. and Abdelmoula M. (2009) Oxidation of CH4 to CO2 and H2O
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Tarantola A., Mullis J., Vennemann T., Dubessy J. and de Capitani C. (2007) Oxidation of methane at the CH4 / H2O-(CO2)
transition zone in the external part of the Central Alps, Switzerland: Evidence from stable isotope investigations. Chemical
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