Thèse de Vincent Busigny | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Thèse de Vincent Busigny

Comportement géochimique de l’azote dans les zones de subduction
Encadrant (et co-encadrant) : 
Résumé: 





Face Sud du Monviso (Alpes franco-Italiennes), où l'on trouve des éclogites très bien préservées



Contraindre les échanges d’azote entre le manteau et l’exosphère requiert une bonne connaissance de la quantité d’azote dégazée du manteau et de celle recyclée via les zones de subduction. Afin de caractériser le comportement de l’azote pendant la subduction, des analyses quantitatives et isotopiques ont été effectuées sur des roches métamorphiques subductées à différentes profondeurs, ainsi que sur leurs analogues non-métamorphiques. Cette étude apporte pour la première fois  des données sur l’ensemble de la lithosphère océanique subductée, en incluant des sédiments, des métagabbros et des péridotites serpentinisées. Les roches étudiées proviennent des Alpes franco-italiennes. Elles ont été subductées selon un gradient géothermique faible (~8°C/km) représentatif des zones de subduction actuelles.

Dans les métasédiments de la nappe des Schistes Lustrés, la constance d’indicateurs géochimiques de dévolatilisation ((δ15N, δD, K/N, K/Rb, K/Cs) démontre que l’azote a été intégralement conservé au moins jusqu’à 90 km de profondeur. Ce résultat contraste avec ceux obtenus précédemment dans des zones de subduction de géothermes élevés (> 13°C/km), qui montraient des évidences de dévolatilisation partielle de l’azote. Une telle différence suggère que le comportement de l’azote dans les métasédiments est principalement contrôlé par le gradient géothermique de la zone de subduction.

Pour les métagabbros et les métapéridotites serpentinisées, les roches peu déformées montrent une préservation de l’azote au moins jusqu’à des profondeurs de 80 km. A l’inverse, les roches mylonitiques (très déformées) indiquent que les processus de recristallisation dynamique ont entraîné une perte partielle de l’azote pouvant aller jusqu’à 75 %.

Un bilan global sur l’ensemble de la lithosphère océanique indique que le flux d’azote subducté est de l’ordre de 10,4.1011 g/an, ce qui est nettement supérieur aux estimations précédentes. Les contributions principales sont apportées par les sédiments (~73 %) et les gabbros (~23%). La comparaison du flux d’azote subducté (estimé dans cette étude) à celui dégazé des arcs volcaniques (~2,8.1011 g/an ; Hilton et al., 2002) suggère que l’azote est efficacement recyclé dans le manteau via les zones de subduction.

 

 

Date de soutenance: 
Mardi 06 Juillet 2004 - 14:00
Jury: 
Pr. Marc Javoy (Université Paris 7 – Denis Diderot) : Co-Directeur de thèse, Dr. Pascal Philippot (Université Paris 7 – Denis Diderot) : Co-Directeur de thèse, Dr. Pierre Cartigny (Université Paris 7 – Denis Diderot) : Co-Directeur de thèse, Pr. Serge Fourcade (Université Rennes I): Rapporteur, Pr. Bernard Marty (E.N.S. et C.R.P.G. Nancy) : Rapporteur, Pr. Philippe Gillet (E.N.S. Lyon): Examinateur