Détermination des lois de corrélation

∆Sr pris comme index du degré d’évolution des liquides, nous avons reporté les concentrations d’un grand nombre d’éléments (majeurs et traces) en fonction de cet index dans des diagrammes XY. Les compositions isotopiques initiales en Nd (Nd_i) ont aussi été indexées à ∆Sr. Dans les figures de ce chapitre, les échantillons tombants sur l’isochrone sont représentés par des carrés rouges (Groupe A) tandis que les autres échantillons sont représentés par des losanges bleus (Groupe B). Au sein même du groupe A, nous avons distingué plusieurs alignements pour certains éléments :

– Le figuré croix rouge correspond à 4 échantillons du groupe Linga-SJP (09SD280, 09SD283, 09SD279, 09SD325).

– Le figuré point rouge correspond au groupe Linga-Panam

– Le figuré carré rouge correspond à l’ensemble des échantillons lorsqu’il n’y a qu’un seul alignement, ou bien à l’ensemble moins les 4 échantillons du groupe Linga-SJP et ceux du groupe Linga-Panam) lorsqu’il y a des alignements secondaires.

Les corrélations ∆Sr - "autres éléments" ont été systématiquement modélisées avec des lois en puissance et logarithmiques. Si la loi en puissance se justifie par elle-même, la cristallisation fractionnée étant modélisée par une fonction puissance, le choix d’une loi logarithmique a été motivé par le fait que certaines valeurs avaient tendance à fortement s’écarter des corrélations en puissance pour les valeurs extrêmes. De plus, la loi en logarithme permet de s’affranchir du fait qu’un des paramètres (le rapport [Rb]/[Sr]) varie avec une loi en puissance au dénominateur.

Figure 7.1 – Courbes de corrélation. En abscisse, les valeurs de ∆Sr et en ordonnée la concentration de l’élément concerné.

Les équations des courbes illustrées ici en trait plein pour celles reliées à une loi logarithmique et en pointillés pour celles reliés à une loi en puissance sont reportées dans la Table 7.1.

7.2.3.1 Les éléments majeurs

Pour chaque figure (Annexe K), l’ensemble de notre échantillonnage (A et B) présente une dispersion assez importante qui permet éventuellement de définir des tendances mais pas de cor- rélation claire. Dans cet ensemble, le groupe A définit un et parfois plusieurs alignements avec ∆Sr. Ceux-ci permettent d’établir les lois en puissance (pointillé) et log. (trait plein) correspon- dant aux meilleures corrélations. Les équations calculées sont mentionnées sur les graphiques, à proximité des alignements correspondants.

Pour Al₂O₃, Na₂O, K₂O et MnO, le groupe A se positionne un seul alignement. Pour SiO₂, Fe2O3, CaO et MgO, on distingue deux alignements, l’un principal et le second défini par seule-

ment 4 échantillons définis ci-dessus (croix rouges). Enfin pour le TiO₂ et le P₂O₅, on distingue trois alignements définis par les trois types de figurés présentés ci-dessus. Pour ces deux derniers éléments, la présence de phases telles que les oxydes ferro-titanés pour le TiO2 et de l’apatite

pour le P₂O₅ dans la séquence de cristallisation peut drastiquement conditionner leurs compor- tements. Cependant, et même malgré la présence de plusieurs alignements, la corrélation ∆Sr /éléments majeurs est assez bonne.

Pour le groupe A, les deux types de corrélations (log et puissance) donnent des résultats similaires. C’est seulement pour des valeurs de ∆Sr élevées que les courbes sont parfois diver- gentes. Dans le cas du CaO par exemple, la corrélation de type puissance semble plus appropriée car elle indique des teneurs de CaO qui restent positives pour des ∆Sr>120, tandis que celle de type log. pointe vers des valeurs négatives.

7.2.3.2 Les éléments en trace

Les Terres rares Les gammes de teneurs en TR légères sont similaires pour les échantillons des deux groupes. Cependant, à l’inverse du Groupe B, le groupe A définit un alignement clair avec ∆Sr. D’une manière générale, les courbes de corrélation définies à partir de ces alignements sont meilleures pour les TR légères que pour les TR lourdes.

Les quelques échantillons présentant les teneurs en traces les plus basses correspondent au groupe Linga-Panam.

Les LILE : Cs, Rb, Ba, Pb, Sr, U, Th Pour les éléments Cs, Rb, Th, et U, on note un fort découplage entre les teneurs du groupe A et du groupe B.

Pour le Ba et le Sr, les teneurs sont comparables. Dans le cas du Ba le groupe A définit un alignement moins clair que dans le cas du Sr. Dans le cas du Pb, les teneurs en traces du groupe A sont globalement plus élevées que dans le groupe B, et se corrèlent pas bien avec ∆Sr.

Pour les autres éléments, les échantillons s’alignent bien le long des courbes de corrélation, plus particulièrement dans le cas des courbes régies par la loi en puissance. Seuls trois échantillons se distinguent avec des teneurs en Cs élevées.

Les HFSE : Nb, Hf, Zr, Ti, Y Pour les éléments Nb, Zr, et Hf, on note un fort découplage entre les teneurs du groupe A et celles du groupe B et le groupe A présente des corrélations assez bonnes avec ∆Sr.

Pour le Ti et le Y, les teneurs sont comparables entre les deux groupes. Les courbes de corrélation sont moins bien définies que dans le cas du Zr, Hf et Nb.

Synthèse Les échantillons du groupe A présentent à la fois une cohérence isotopique en Sr et en terme d’éléments majeurs et en trace. Cette cohérence nous a permis de définir des lois de corrélation pour chacun des éléments considérés, ce qui n’aurait pas été possible si nous avions tenu compte de l’ensemble des échantillons (groupe A et B), en raison de leur grande dispersion. Ces corrélations justifient à posteriori le choix de ∆Sr comme index de différentiation. On note que pour certaines familles d’éléments comme les terres rares légères, les LILE et les HFSE (à l’exception du Ba, Pb et du Ti), les corrélations sont plus clairement définies que pour d’autres éléments (terres rares lourdes par exemple). L’index de différentiation choisi est sensible au fractionnement minéraux ferro-magnésiens/feldspaths. La présence de minéraux accessoires dans les séquences de cristallisation, ou la cristallisation catastrophique de certaines phases peut expliquer certaines de ces dichotomies. Ceci en particulier si nous considérons l’évolution de corps magmatiques isolés à partir d’un réservoir commun.

A ce stade, le choix d’une loi de type logarithmique ou puissance n’est pas discriminant. Ainsi nous gardons les deux types équations obtenues pour chaque élément majeur et trace, ainsi que pour le Ndi, qui sont listées en Table 7.1.