Teneurs en Terres Rares et coefficients de distribution

L’approche géochimique de la modélisation se base dans un premier temps sur le jeu de coefficients de distribution globaux D2^REE de Rannou et al. (2006).

Les Figures C3-1 à C3-3 présentent les arguments développés pour le choix des

données chimiques introduites dans le modèle (C^REEmin et C^REEmax). Selon le modèle, la

composition du magma résidant peut être approchée aussi bien par celle des roches de l’unité effusive que du complexe filonien. Cependant, le long du Mur Nord, les roches filoniennes sont généralement affectées par une importante recristallisation dans le faciès schiste vert (diabase, LOI=1,63±1,76, n=46, 2σ ; Manac’h et al., 1999), susceptible d’avoir modifié leur composition chimique, et ces roches ne sont donc pas prises en compte dans cette étude. Par ailleurs, l’application du modèle au Plateau de Parks, correspondant à la croûte océanique formée à l’intersection de la dorsale JdF et de la zone de fracture Blanco (Fig. C1-3b), a également été envisagée. Comparer les résultats à ceux du Mur Nord, exposant la croûte mise en place un peu plus en arrière de cette intersection, aurait permis de contraindre les variations spatiales du fonctionnement du réservoir magmatique et l’influence d’une zone de fracture sur ce fonctionnement. Cependant, une telle application du modèle au Plateau de Parks s’est avérée impossible de part (i) l’abondance des échantillons récoltés par dragues dont la position exacte est peu contrainte (Fig. C1-2) et (ii) les fluctuations très limitées du Mg# avec la profondeur au sein des trois plongées dédiées au Plateau de Parks (Fig. C3-2a).

L’étude s’est donc concentrée sur les laves du Mur Nord. Afin de s’assurer que les laves étudiées sont bien émises à partir d’un réservoir périodiquement réalimenté, seules les verticales suffisamment échantillonnées et le long desquelles est observée une fluctuation cyclique du Mg# avec la profondeur ont été retenues (groupes de plongées A à D ; Fig. C3-2b et Chapitre C-II pour les critères de sélection). Ces plongées couvrent la partie centrale du Mur Nord, s’échelonnant entre 25 et 45 km à l’est de l’axe de la dorsale JdF (Fig. C3-1a).

Chapitre C : La Dépression Ouest Blanco III- Application du modèle de réalimentation sinusoïdale

Avant de retenir les compositions extrêmes observées dans les laves des plongées sélectionnées, la gamme complète des variations chimiques de ces plongées a été comparée à celle de 214 laves échantillonnées le long du segment Cleft (Stakes et al., 2006). Sur la Figure

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C3-1b, il apparaît que les intervalles de variation des laves des deux sites sont équivalents (si l’on excepte la dacite du segment Cleft). Les compositions chimiques sélectionnées pour l’étude du Mur Nord semblent ainsi représentatives des variations de composition enregistrées tout au long du segment Cleft et, selon l’hypothèse de Smith et al. (1994), permettent donc de caractériser les différents stades d’évolution du réservoir magmatique.

Parmi les plongées susceptibles de refléter le fonctionnement d’un réservoir magmatique périodiquement réalimenté, les laves du Groupe C (combinaison des plongées BN02, 05, 06 et 23) présentent l’amplitude de différenciation la plus importante (35,6<Mg#<69,6 ; Fig. C3-2b) et ont été choisies pour contraindre les compositions C^REE_min et

C^REE_max introduites dans le modèle. Cependant, au sein du Groupe C, deux des trois laves les plus basiques échantillonnées (BN02-10 et BN23-09, Mg#>62) appartiennent au groupe isotopique 3 (défini en Chapitre C-II), caractérisant la base de la pile volcanique et reflétant la fusion d’un manteau très appauvri (Fig. C3-3). L’échantillon BN06-05, dont les compositions isotopiques en Sr et Nd n’ont pas été mesurées, présente de fortes similitudes en terme de Mg# et de position stratigraphique avec les laves du groupe isotopique 3 (Fig. C3-3). Afin de n’introduire dans le modèle que des laves cogénétiques, l’échantillon BN06-05 est par prudence écarté de la base de données. Excepté ces échantillons particuliers, la lave la plus basique collectée au sein du Groupe C est BN06-14 (Mg#=60,6 ; Fig. C3-3).

Deux hypothèses ont ensuite été envisagées afin de définir C^REEmax. Suivant la

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première, la composition de la lave la plus évoluée (ferrobasalte BN02-12, Mg#=35,6 ; Fig. C3-3) est représentative de celle du liquide le plus différencié du réservoir réalimenté. Dans la seconde hypothèse, celle de Stackes et al. (2006), le magma correspondant aurait été émis depuis une zone distale du réservoir, où le magma ne s’homogénéise pas avec le liquide de la partie centrale. Cette éventualité ne peut être écartée car des compositions aussi évoluées sont peu répandues, aussi bien le long du Mur Nord que le long du segment Cleft (Fig. C3-1b). Afin de prendre en compte cette éventualité, les calculs ont également été effectués en considérant que l’échantillon BN06-08 (Mg#=47,2) représente la composition la plus évoluée atteinte dans le réservoir périodiquement réalimenté (Fig. C3-3).

Ainsi, à partir des laves des plongées du Groupe C, deux sets de données géochimiques ont été définis. Dans les deux cas, la composition de BN06-14 a été retenue

pour approcher C^REEmin. Les concentrations en REE de cette borne inférieure sont très

légèrement supérieures à celles utilisées lors de l’application du modèle à l’EPR (Rannou et al., 2006 ; Tableau C3-1). Pour C^REEmax, les laves prises en compte sont BN02-12 (Set 1) et

BN06-08 (Set 2 ; Tableau C3-1). Les valeurs de C^REE_max du Set 2 diffèrent peu de celles

utilisées pour l’EPR mais celles du Set 1 sont significativement plus élevées.

Tableau C3-1. Paramètres d’entrée utilisés lors de l’application du modèle de réalimentation sinusoïdale (Rannou et al., 2006) aux laves du Mur Nord de la dépression Ouest Blanco.

WBD EPR^a

BN06-14 BN02-12 BN06-08 ND1-1 ND11-5

REE D3^{REE b} C^REEmin^c C^REEmax Set 1 C^REEmax Set 2 C^REEmin C^REEmax

La 0,06 4 13,3 6,1 Ce 0,06 12 42 19 9,8 15,8 Nd 0,11 11,5 40 18 9,16 15 Eu 0,37 1,25 3,3 1,65 1,23 1,8 Dy 0,22 6,3 16,2 8,3 5,44 8,5 Er 0,23 3,9 10,7 5 Yb 0,22 3,65 9,65 4,8 3,08 4,9 WBD EPR L (km)^d 10 20 q_i (km³/L.an) 0,004 0,02 r_e 0,4 0,4 Q_A-Q_B (km³/L) 0,9 4,5 a

Rappels des paramètres utilisés lors de l’application du modèle à l’EPR (Rannou et al., 2006).

b Jeu de coefficients D₃^REE calculés en combinant les coefficients de distribution individuels minéral/liquide (Fujimaki et al., 1984 ; sauf pour l’europium dans le plagioclase : d^Eupl=0,32 ; Matsui et al., 1977) avec la composition modale de l’assemblage minéral cristallisant : 0,55 plagioclase + 0,35 cpx + 0,1 olivine.

c Les concentrations en REE sont exprimées en ppm. Sm et Gd ne sont pas traités car ils n’ont pas été analysés dans la plupart des laves du Mur Nord.

d L : longueur du réservoir magmatique.

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