Apports de la géochimie

A partir de notre jeu de données, nous avons pu identifier trois composants prin-cipaux : AM (Ambiant Mantle), ULC (Unradiogenic Lead Component) et SMC (Se-condary Mathematician Component) qui ont permis de montrer l’influence de la source du point chaud des Mathématiciens sur l’EPR. Par comparaison avec les compositions

Figure7.2 –Carte bathymétrique et profils magnétiques de surface de la zone d’étude (tiré de Cormier et al., 1998). Cette carte fait apparaître les marches bathymétrique correspondantes à une élévation et à un changement de rugosité du plancher océanique il y a 0.6 Ma. Sur les profils magnétiques, la limite Brunhes/Matuyama (B/M) est claire, et les micro-anomalies apparaissent dans la période récente.

isotopiques des laves du segment situé au nord de l’OSC et celles des laves du segment situé au sud de la zone de fracture d’Orozco (Figure 5.7), les basaltes de cette étude ont des rapports isotopiques de Sr nettement plus élevés et des rapports isotopiques de Nd nettement plus bas, caractéristiques d’un manteau plus enrichi. Le manteau ambiant sous le segment d’étude est clairement différent de celui de ces deux autres segments.

La manière la plus évidente d’interpréter ces différences isotopiques est donc de consi-dérer que tous les basaltes émis par l’EPR sont influencés par la source du point chaud.

L’occurrence de quelques N-MORB avec des compositions isotopiques très similaires à celles des échantillons venant du segment 17˚N et de la région 15˚N, prouvent que du manteau appauvri est encore localement présent et se mélange avec le matériel point

chaud. Ce changement radical de composition souligne les discontinuités physiques que représentent l’OSC (16˚20’N) et la faille transformante Orozco (15˚25’N) qui sont donc également des discontinuités chimiques qui confinent et limitent le matériel point chaud à n’affecter seulement que ce segment.

Le profil d’échantillonnage transversal à l’axe actuel, recoupe également les deux axes fossiles qui l’ont précédé (Figure 4.8). Le problème avec cette configuration est que ce profil ne représente pas une séquence temporelle continue ce qui complique l’interpré-tation de l’évolution géochimique des laves au cours du temps. En revanche, puisque ce profil recoupe les trois axes, et que le premier saut d’axe est estimé à il y a environ 0.3 Ma, on sait que l’extrémité Est du profil échantillonne des laves légèrement plus anciennes que 0.3 Ma. Le fait que le manteau ambiant soit échantillonné tout le long de ce profil et déjà par l’axe le plus ancien, nous permet donc d’affirmer que la source du point chaud affectait déjà l’EPR il y a 0.3 Ma.

Grâce au faible pas d’échantillonnage, un suivi géochimique coulée par coulée a pu être entrepris, ce qui a permis de regarder la variabilité géochimique du manteau à très petite échelle. Toutefois, l’inconvénient de ce pas d’échantillonnage dans l’interprétation temporelle des données du profil transversal est qu’il est du même ordre de grandeur que celui de l’écoulement des laves. D’après la position des échantillons sur le profil transversal uniquement, nous ne pouvons pas affirmer que pour deux échantillons côte à côte, le plus éloigné de l’axe soit le plus ancien puisqu’une lave plus récente peut très bien s’être répandue plus loin et avoir recouvert la précédente. L’interprétation conjointe des données de géochimie avec celle de bathymétrie nous ont donc permis de poser les contraintes spatio-temporelles nécessaires sur le profil transversal, en délimitant précisé-ment les domaines de croûte océanique associés au fonctionneprécisé-ment de chacun des axes (actuel et fossiles).

Concernant le composant ULC, le fait que celui-ci soit absent du profil transversal et uniquement présent de manière très localisée le long du profil axial, nous permet de dire que celui-ci s’exprime depuis peu de temps sur ce segment. Le constat est un peu différent pour le composant SMC puisqu’un échantillon (10PUB03-06) possède cette signature sur la partie ancienne du profil transversal. Ceci confirme l’existence d’une interaction entre la dorsale et la source des seamounts avant les sauts d’axes, et suggèrerait aussi que le composant ULC soit l’expression la plus récente du point chaud. Selon Carlut et al.

(2004), les échantillons portant la signature ULC ont un âge inférieur à cent ans comme

l’indique leur valeur de paléointensité autour de 39µT, équivalente à la valeur actuelle.

Les données géochimiques nouvellement acquises nous permettent de confirmer l’in-fluence supposée par la géophysique du point chaud des Mathématiciens sur l’EPR, puisque le matériel point chaud est détecté géochimiquement dans les MORB de l’EPR.

Cette interaction débute il y a plus de 0.3 Ma, ce qui est compatible avec la formation des marches dans la bathymétrie il y a 0.6 Ma (Cormier et al., 1998) marquant le début de l’interaction. Les compositions du manteau le long du profil transversal (Figure 7.3) montrent également des motifs symétriques de part et d’autre de la trace de l’axe fossile précédent. Ce genre de symétrie suggère vraisemblablement la mise en place d’un édi-fice volcanique (plus enrichi) à l’axe à cette période, qui aurait ensuite subi un rifting, et témoignerait de l’activité tectono-magmatique passée, quelques kilomètres à l’est de l’axe actuel.

A plus grande échelle, la comparaison de la géochimie des MORB de ce segment avec ceux des segments adjacents, permet de bien mettre en lumière la contamination du manteau local (appauvri) par un matériel plus enrichi (point chaud des Mathémati-ciens). A petite, voire très petite échelle, la géochimie permet de préciser la composition de la source du point chaud, et révèle son hétérogénéité qui se décline sous la forme des trois composants principaux discutés dans les chapitres 5 & 6. Il s’agit d’hétérogénéités locales (métrique à kilométrique) au sein d’une plus grande hétérogénéité (dizaine(s) de kilomètres). Un composant largement majoritaire se mélange au DM pour donner la signature AM, et deux composants plus minoritaires (ULC et SMC) qui s’expriment plus tardivement dans l’histoire de l’interaction entre l’EPR et le point chaud des Ma-thématiciens, en "polluant" le composant AM. L’ensemble du système est illustré dans la figure de synthèse 7.12.

Figure7.3–Variationsisotopiquesdeséchantillonsdecetteétudeenfonctiondelalongitude.Lacourbenoiresymboliseles variationsisotopiquesdumanteauambiantlelongduprofiltransversalàl’axe.Lapositiondesaxesestmatérialiséepardespointillés.