{"id":12368,"date":"2025-01-21T08:55:52","date_gmt":"2025-01-21T07:55:52","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=12368"},"modified":"2025-01-21T08:55:53","modified_gmt":"2025-01-21T07:55:53","slug":"contraintes-sur-la-migration-des-magmas-dans-le-manteau-implications-pour-le-metasomatisme-de-la-lithosphere-la-limite-lithosphere-asthenosphere-lab-et-la-genese-des-magmas-ultrapotassiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2025\/01\/contraintes-sur-la-migration-des-magmas-dans-le-manteau-implications-pour-le-metasomatisme-de-la-lithosphere-la-limite-lithosphere-asthenosphere-lab-et-la-genese-des-magmas-ultrapotassiques\/","title":{"rendered":"Contraintes sur la migration des magmas dans le manteau : implications pour le m\u00e9tasomatisme de la lithosph\u00e8re, la limite lithosph\u00e8re-asth\u00e9nosph\u00e8re (LAB) et la gen\u00e8se des magmas ultrapotassiques"},"content":{"rendered":"
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Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 29 janvier 2024 par Marko Repac, rattach\u00e9 \u00e0 l’Institut des sciences de la Terre (ISTE) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n

La lithosph\u00e8re, couche externe rigide et froide de notre plan\u00e8te, est compos\u00e9e de la cro\u00fbte et de la partie sup\u00e9rieure du manteau terrestre. Elle est fragment\u00e9e en plaques qui se d\u00e9placent en fonction des contraintes tectoniques, modulant la surface terrestre. La plupart des magmas observ\u00e9s en surface ne proviennent pas de la lithosph\u00e8re mais de la partie sup\u00e9rieure du manteau convectif sous-jacent, appel\u00e9e asth\u00e9nosph\u00e8re. Bien que principalement solide, l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re peut rencontrer des conditions sp\u00e9cifiques permettant la fusion des p\u00e9ridotites qui la composent. Ces conditions sont en grande partie contr\u00f4l\u00e9es par l’\u00e9paisseur et le mouvement des plaques lithosph\u00e9riques, ce qui explique pourquoi la plupart des ph\u00e9nom\u00e8nes volcaniques se situent aux limites des plaques. Dans les zones de divergences, o\u00f9 les plaques s\u2019\u00e9cartent, l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re est entrain\u00e9e vers la surface permettant la formation de magmas par fusion d\u00e9compressive, g\u00e9n\u00e9rant les plaques lithosph\u00e9riques oc\u00e9aniques. Aux limites convergentes, o\u00f9 une plaque subducte sous une autre, le magmatisme devient plus complexe. La plaque en subduction introduit de l’eau dans le manteau, abaissant la temp\u00e9rature de fusion et g\u00e9n\u00e9rant des magmas qui forment des arcs volcaniques. Bien que la majorit\u00e9 de l’activit\u00e9 volcanique se produise aux limites des plaques, certains volcans se trouvent \u00e0 l’int\u00e9rieur de celle-ci, loin de ces limites. Cela est illustr\u00e9 par des \u00eeles volcaniques comme Hawa\u00ef ou l’archipel des Canaries, g\u00e9n\u00e9ralement attribu\u00e9es \u00e0 des panaches mantelliques, zone particuli\u00e8rement chaude s’\u00e9levant du manteau inf\u00e9rieur. Si les m\u00e9canismes de fusion dans l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re et de diff\u00e9renciation des magmas dans la cro\u00fbte sont relativement bien compris, les processus r\u00e9gissant la migration des magmas \u00e0 travers le manteau restent mal contraints. Combler cette lacune est l\u2019objectif principal de cette \u00e9tude. Celle-ci se concentre sur la migration des magmas, notamment dans les contextes intraplaques, o\u00f9 les magmas doivent traverser une lithosph\u00e8re froide et \u00e9paisse malgr\u00e9 une g\u00e9otherme marqu\u00e9 et une faible porosit\u00e9. Comprendre la formation et la migration des magmas est essentiel pour expliquer le volcanisme intraplaque et l\u2019\u00e9volution chimique et physique de la lithosph\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

Nous avons entrepris d\u2019abord une \u00e9tude sur le r\u00f4le de la migration des magmas pour expliquer la limite lithosph\u00e8re-asth\u00e9nosph\u00e8re (LAB), zone s\u00e9parant la lithosph\u00e8re froide, rigide, de l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re chaude, et ductile. La LAB est marqu\u00e9e g\u00e9ophysiquement par une diminution de la vitesse sismique, souvent attribu\u00e9e \u00e0 la pr\u00e9sence de petites quantit\u00e9s de magma au sommet de l\u2019asth\u00e9nosph\u00e8re. Une question cl\u00e9 associ\u00e9 \u00e0 cette transition est pourquoi la profondeur de la LAB d\u00e9finie par les \u00e9tudes sismiques ne correspond pas \u00e0 celle d\u00e9finie par les mod\u00e8les thermiques. Nous proposons que la migration des magmas soit un facteur essentiel pour expliquer cette dichotomie. Nous montrons comment les magmas se forment et s’accumulent \u00e0 la base de la lithosph\u00e8re et comment leur composition chimique \u00e9volue lors de leur migration dans la lithosph\u00e8re. Nous explorons \u00e9galement l\u2019\u00e9volution thermique des magmas lors de leur ascension dans la lithosph\u00e8re conductrice. Nos r\u00e9sultats sugg\u00e8rent que, \u00e0 mesure que les magmas migrent, ils se refroidissent, formant des assemblages min\u00e9raux distincts, notamment des min\u00e9raux hydrat\u00e9s comme les amphiboles. Nous proposons que la LAB ne correspond pas \u00e0 une limite nette, mais corresponde \u00e0 une zone de transition caract\u00e9ris\u00e9es par diff\u00e9rents degr\u00e9s de fusion et par la pr\u00e9sence de min\u00e9raux hydrat\u00e9s, offrent une nouvelle perspective sur la LAB.<\/p>\n\n\n\n

Nous avons ensuite \u00e9tudi\u00e9 le processus de formation des lamproites de Leucite Hills, roches volcaniques intraplaques rares, \u00e9mises dans le Wyoming. Ces roches riches en potassium, contenant des x\u00e9nolites, fournissent des informations sur les processus m\u00e9tasomatiques \u00e0 grande profondeur au sein de la lithosph\u00e8re cratonique. En effet, des \u00e9tudes ant\u00e9rieures ont d\u00e9montr\u00e9 qu’une source asth\u00e9nosph\u00e9rique est improbable pour ces laves. En combinant observations p\u00e9trographiques, p\u00e9trologie, g\u00e9ochimie et mod\u00e9lisation num\u00e9rique, nous proposons un mod\u00e8le en plusieurs \u00e9tapes pour la formation de ces roches volcaniques bas\u00e9 sur les contraintes de migration des magmas. Nous sugg\u00e9rons que des \u00ab pulses \u00bb r\u00e9p\u00e9t\u00e9es de magma enrichissent la lithosph\u00e8re, et que, dans un processus continu, ces domaines enrichis refondent \u00e0 diff\u00e9rentes profondeurs, cr\u00e9ant une variation de la composition magmatique en surface.<\/p>\n\n\n\n

Enfin, nous testons si l’eau elle-m\u00eame peut transporter des \u00e9l\u00e9ments chimiques \u00e0 travers la lithosph\u00e8re. Gr\u00e2ce \u00e0 la mod\u00e9lisation num\u00e9rique de l’infiltration des fluides, combin\u00e9e \u00e0 des calculs thermodynamiques, nous montrons que des r\u00e9actions m\u00e9tasomatiques importantes, telles que la formation d\u2019amphiboles ou de phlogopites, peuvent \u00e9galement \u00eatre obtenues par infiltration de fluides riches en eau. Cette approche constitue une base pour d\u00e9velopper des mod\u00e8les thermo-hydro-m\u00e9cano-chimiques (THMC) bidimensionnels enti\u00e8rement coupl\u00e9s, offrant de nouvelles perspectives sur les processus de migration des magmas et des fluides dans la lithosph\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019ensemble de ces r\u00e9sultats approfondissent notre compr\u00e9hension du transport des magmas, du volcanisme intraplaque, du m\u00e9tasomatisme du manteau et de la LAB.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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