Analyse des compositions isotopiques du carbone | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Analyse des compositions isotopiques du carbone



Les compositions isotopiques du C (rapport 13C/12C) de nombreux échantillons (sédiments, métasédiments, roches de la croute océanique altéré, sols, particules) sont mesurées pour deux espèces de carbone, le carbone organique (ou réduit) et les carbonates. Chaque espèce est analysée de manière spécifique, bien qu’une une analyse en roche totale soit également possible. Nous analysons également les compositions isotopiques du carbone inorganique dissous dans des fluides terrestres (systèmes hydrothermaux, lacs, rivières).

 

L’analyse du carbone organique nécessite généralement un traitement de l’échantillon en condition acide (HCl) afin d’éliminer les carbonates présents. L’analyse est ensuite réalisée sur le résidu d’attaque acide par combustion en tube scellé ou analyseur élémentaire couplé à un spectromètre de masse (Delta Plus XP, Delta V).

Les carbonates (calcite, dolomite, magnésite, ankérite, sidérite) sont analysés en routine par spectrométrie de masse à flux continu d’hélium (AP2003), après extraction du carbone et transformation en CO2 par acidification (H3PO4).


Pour les échantillons faiblement concentrés de la croûte océanique (typiquement de l’ordre de quelques centaines de ppm de CO2), nous avons développé une technique de chauffage par palier de température qui vise à extraire, à partir du même aliquot, les différents porteurs du C en réalisant pyrolyse et/ou combustion à des températures entre 250 et 1100°C. Ce type d'analyses nécessite de faibles quantités de poudre de roche (50 à 100mg). Cette technique s’applique aussi parfaitement à des échantillons expérimentaux de petite taille. Les diamants sont analysés après combustion sur des quantités de 3 à 0.02 milligrammes.

Les précisions sont typiquement de l'ordre de ± 0.03 ‰.

 

Pour l'analyse du carbone inorganique dissous (CID) dans les fluides, une technique d'extraction des espèces dissoutes produit du CO2 par acidification avec H3PO4. Un spectromètre de masse à flux continu d'hélium permet ensuite de mesurer le rapport 13C/12C du CO2 en d'en déduire celui du carbone inorganique dissous, avec une précision meilleure que ±0.1 ‰ pour un CID > 1mM, et une précision d'environ ±0.3 ‰ pour un CID < 0.5 mM.

 


Pour plus d'informations, vous pouvez contacter Magali Ader, Carine Chaduteau, Vincent Busigny, Isabelle Martinez, Magali Bonifacie, Cyril Aubaud ou Pierre Cartigny..