Thèse de Xavier Mangenot | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Thèse de Xavier Mangenot

Contributions du thermomètre Δ47 et du chronomètre U-Pb à l’étude de l’histoire diagénétique, thermique, et hydrogéologique des réservoirs carbonatés du Jurassique Moyen du bassin de Paris
Encadrant (et co-encadrant) : 
Marta Gasparrini (IFPEN)
Résumé: 

Dans l’étude de la diagenèse des formations silico-clastiques ou carbonatées, il est souvent difficile de contraindre la température et l’âge des différents épisodes de cimentation ou de recristallisation.
Le premier objectif de ce travail de thèse était de tester le potentiel de deux outils isotopiques récents (le géothermomètre des « clumped isotopes » Δ47 et le géochronomètre U-Pb par analyse ponctuelle sur lame mince) dans le cadre de l’étude de la diagenèse des carbonates. Le deuxième objectif était de préciser l’histoire diagénétique, thermique, et hydrogéologique des réservoirs carbonatés du bassin de Paris.
Pour atteindre ces deux objectifs, nous avons étudié des ciments de calcite et dolomite collectés dans les calcaires du Jurassique Moyen du dépocentre du bassin de Paris. La bonne caractérisation pétrographique et sédimentologique de ces échantillons, et le couplage entre les géothermomètres Δ47 et inclusions fluides, nous ont permis d’accéder à plusieurs informations de premier ordre. Premièrement, nous montrons que le Δ47 permet de reconstruire simultanément et précisément la température de formation des ciments diagénétiques dans la gamme 60-100°C (avec une précision de ~ 3-5°C) et la composition isotopique en oxygène des fluides (δ18Owater) à partir desquels ces ciments ont précipités (avec une précision de ~ 1‰). Deuxièmement, nous présentons une amélioration des connaissances de l’histoire thermique et des périodes de paléo-circulation des fluides à l’échelle régionale dans le bassin de Paris. Notamment, le croisement du géothermomètre Δ47 avec la méthode de datation U-Pb nous a permis pour la première fois de poser des contraintes thermo-chronologiques absolues sur l’ensemble des phases de circulations de fluides étudiées. Plus largement, ce couplage Δ47 /(U-Pb) inédit dévoile un champ d’application nouveau en thermo-chronologie de basse température (10-100°C).
Nous anticipons que ce travail initie de nombreuses applications pour l’étude des histoires thermiques des bassins sédimentaires, via l’analyse de la diagenèse des carbonates.

Date de soutenance: 
Lundi 18 Décembre 2017 - 14:00
Jury: 
Conxita Taberner, Ingénieure de recherche (Shell), Rapporteur - Rudy Swennen, Professeur (Leuven University), Rapporteur - Stefano Bernasconi, Professeur (ETH Zürich), Examinateur - Laurie Barrier, Maître de conférence (IPGP), Examinatrice - Magali Ader, Professeure (IPGP), Directrice de thèse - Marta Gasparrini, Ingénieure de recherche (IFPEN), Co-encadrante de thèse - Magali Bonifacie, Chargée de recherche CNRS (IPGP), Co-encadrante de thèse