Ce thème a pour but de caractériser à toutes les échelles l'évolution physico-chimique des systèmes magmatiques dans leur contexte géologique.
CRISTALLISATION ET DIFFÉRENCIATION L'observation des échantillons naturels est un axe majeur pour la compréhension des processus de cristallisation et différenciation des magmas. Des études fines de pétrographie (morphologie des cristaux, microstructures internes et épitaxiques en relation avec la zonation chimique), couplées avec des analyses chimiques des verres inclus et interstitiels, ont permis d'établir l'ordre de cristallisation, la composition du magma parental, et la ligne de descente du liquide, en particulier des boninites de la Nouvelle Calédonie, et des roches alcalines mantelliques des Carpathes, Roumanie. L'observation des feldspaths alcalins est aussi abordée à l'échelle du MET, pour comprendre l'évolution de leurs microstructures lors des phases subsolidus et deutériques des roches magmatiques, pour éviter des erreurs d'interprétation des spectres 40 Ar? 9 Ar.
Des études des teneurs en H20 et en éléments en trace (REE, Li,B) et des compositions isotopiques de B ont été faites avec la sonde ionique ims 3f sur des inclusions magmatiques piégées dans les cristaux d'olivine les plus primitifs (Fo � 90) provenant de laves de zone de subduction, de laves de rides océaniques et de point chaud. Ces inclusions magmatiques représentent un échantillonnage instantané de magmas à des profondeurs variables et sont donc des échantillons de choix pour étudier les processus de dégazage, d'assimilation et de différenciation. Un des résultats importants a été de pouvoir quantifier dans les zones de subduction les flux d'eau de la plaque subductée vers la surface en analysant les inclusions piégées à forte profondeur et non dégazées.
compréhension de l'évolution physico-chimique des magmas sont les études expérimentales. Les derniers quatre ans ont vu l'achat et l'installation de deux fours à pression atmosphérique au CRPG. Un des principaux thèmes de recherche abordés porte sur la détermination des relations de phases et des lignes de descente des liquides des systèmes basaltiques. Une attention particulière a été portée sur le rôle de la fugacité d'oxygène. Plus récemment, des systèmes pour le contrôle et mesure des fugacités des espèces gazeuses dans les atmosphères complexes, notamment du potassium et d'azote, ont été développés (voir aussi thème 1).
D'autres études de nature expérimentale ont été menées en collaboration avec des laboratoires français et étrangers, par exemple les mesures de viscosité et de densité des silicates liquides à haute température. L'ensemble de ces données expérimentales a été utilisé pour l'élaboration des modèles des processus magmatiques (Figure 3- Thème 2).
Pour les années à venir nous souhaitons continuer le développement des systèmes de contrôle et mesure des fugacités d'especes volatiles d'importance dans les processus géologiques, en particulier le soufre.
Figure 3-Thème2 : Images de microscopie électronique en électrons rétrodiffusés d'expériences, sous les conditions du tampon QFM, montrant la résorption de l'olivine lorsque la température diminue.
MISE EN PLACE DES MAGMAS GRANITIQUES La genèse et les transferts de magmas dans la
croûte continentale sont abordés en trois thèmes : (i) Séquence et chronométrie de mise en place des magmas granitiques dans leur contexte tectonique régional . Cette recherche associant les approches pétrostructurales et géochimiques a pour but d'appréhender les modalités de genèse des magmas acides lors de la stabilisation d'une croûte juvénile. La cible est le Birimien (Dabakalien) de
Côte d'Ivoire.
(ii) Mécanismes de mise en place des magmas granitiques et interactions avec l'encaissant. Le
couplage de l'information structurale et géochimique, généralement peu pratiqué dans ce domaine, devrait apporter des données significatives sur les mécanismes de création d'espace lors de la mise en place des magmas («room problem»). Ce travail a pour cible le Paléoprotérozoïque et le Pan-africain du Maroc (projet en développement en Ethiopie, voir section suivante).
(iii) Transformations minéralogiques synchrones de la mise en place et de la consolidation des magmas crustaux. Cette 42
recherche essentiellement fondée sur une étude fine des structures, des textures et des minéraux, a pour objectif d'utiliser ces réactions comme marqueur des derniers stades de mise en place des magmas
MÉTALLOGÉNIE
Le modèle retenu pour rendre compte de la présence de minéralisations platinifères (associées à une faible proportion de sulfures) dans les intrusions rubanées souligne l'importance des magmas résiduels silicatés pour concentrer, déposer et remobiliser les éléments du groupe du platine. En plus des travaux menés sur la nature des minéraux du groupe du platine pour déterminer leurs conditions de cristallisation, notamment à partir des minéralisations du Canada, on s'attache à déterminer les caractéristiques des magmas silicatés associés au dépôt de ces minéralisations. Ces derniers semblent souvent enrichis en éléments alcalins, LILE et HFSE et éléments volatils (OH, F, CI). En effet, dans le cadre du GDR «métallogénie» (projet CNRS dirigé par Arndt),
crustaux. Un premier volet sur le Velay est en fin de rédaction, d'autres sont en projet sur l'Hercynien français.
des oxydes de titane et de zirconium enrichis de façon variable en Nb, Hf, TR, Y, U et Th ont été décrits dans le Merensky Reef, certains pour la première fois dans ce complexe. Leur association avec des minéraux hydratés mais aussi avec des plagioclases relativement sodiques (jusqu'àAn40) et des feldspaths potassiques riches en Ba, témoigne de la présence d'un magma assez évolué. Les travaux complémentaires sur le Bushveld seront poursuivis pour déterminer l'origine du matériel interstitiel par rapport aux minéraux cumulus. Plusieurs techniques d'études (ICP-MS, MEB, cathodoluminescence) seront employées et/ou développées pour définir la répartition des éléments mineurs et traces.