Thèse de Maxime Mercier | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Systèmes volcaniques

  Thèse de Maxime Mercier

Abondance et signification de l’eau dans les magmas mafiques. Développement de la micro-spectroscopie vibrationnelle (Raman et FTIR)
Encadrant (et co-encadrant) : 
Pierre-Yves Gillot
Résumé: 

L’eau joue un rôle majeur sur les propriétés des magmas. L’inclusion vitreuse piégée dans le minéral est un outil puissant pour quantifier son abondance dans les magmas aux stades pré-éruptifs. Cependant, de nombreuses études consacrées à l’analyse de l’eau dans les inclusions vitreuses font apparaître 1) la nécessité d’avoir une large base de données pour interpréter son évolution au cours de la remontée des magmas vers la surface et 2) les évolutions post-piégeages que peuvent subir les inclusions et affectant leur signature initiale.

Dans ce travail nous avons cherché à quantifier l’eau par micro-spectroscopie Raman dont la résolution spatiale est bien adaptée à l’étude des inclusions. Une large partie de la thèse est consacrée au développement de la spectroscopie Raman. Nous proposons une méthode permettant de comprendre, contrôler et quantifier les différents effets de matrice pouvant affecter les procédures d’analyse quantitative de l’eau. Cette méthode a ensuite été testée sur des inclusions vitreuses de composition variable (trachyandésite, basalte, basanite) et validée par une comparaison avec la spectroscopie infrarouge. Les nouveaux coefficients d’absorptivité infrarouge déterminés pour les compositions mafiques couplées aux données de la littérature nous ont aussi permis d’identifier l’évolution de ces coefficients en fonction de la chimie des verres.

Nous avons ensuite étudié spécifiquement la signature des teneurs en eau dissoutes des inclusions, de composition basanitique, piégées dans les olivines des produits de La Sommata (Vulcano, arc Eolien). Après une campagne d’échantillonage, nous avons réalisé une étude fine de la composition (éléments majeurs et volatils dissous CO2, S, Cl) des inclusions et de leurs olivines hôtes à l’état naturel ou soumises expérimentalement à de hautes températures (1200 et 1275 °C) à 1 atmosphère. Les résultats chimiques et isotopiques (δD) démontrent la fidélité de ces inclusions pour tracer le caractère primaire et hydraté de ces magmas basanitiques lorsque l’histoire de cristallisation est simple.

Date de soutenance: 
Mercredi 18 Novembre 2009 - 14:30