Nos tutelles

CNRS

Rechercher




géosciences montpellier
université
de montpellier
campus triolet
cc060
place eugène bataillon
34095 montpellier cedex05
france

+33(0)4 67 14 36 02

Nom tutelle large
OREME

Accueil > Public-Presse > Ressources documentaires > Anciens thèmes de recherche > Manteau, noyau

Formation et évolution de la lithosphère océanique

F. Boudier, M. Godard, B. Ildefonse, A. Nicolas.

Les travaux de l’équipe en contexte océanique s’appuient sur les résultats de campagnes en mer, en particulier de forage, et le travail analytique et expérimental au laboratoire. Ils concernent les processus d’accrétion de la croûte aux dorsales lentes et rapides, ainsi que le rôle de l’hydrothermalisme (en particulier la serpentinisation des roches ultramafiques) dans l’évolution de la lithosphère nouvellement formée. Dans les deux cas, les processus d’interactions fluides (magmas et eau)/roches sont au cœur des travaux réalisés. Nos travaux sur les échanges chimiques entre le manteau et les enveloppes externes (croûte océanique ; hydrosphère) s’inscrivent dans un effort de compréhension des bilans géochimiques globaux, par exemple du carbone, et du rôle joué par les composantes "long terme" que sont le manteau ou la croûte océanique inférieure.
Notre équipe est très investie dans 2 très grands projets de forage :
le projet de forage très profond M2M(MoHole to the Mantle), et le projet de forage ICDP en Oman.

Modèle proposé pour la formation des troctolites riches en olivine du puits IODP U1309D (Drouin et al., 2010).
Modèle proposé pour la formation des troctolites riches en olivine du puits IODP U1309D (Drouin et al., 2010).

Des travaux sur les processus d’accrétion de la croûte océanique ont été réalisés en aval des expéditions IODP 304-305 (2004-2005, Dorsale médio-Atlantique, 30°N) et 312-335 (2005 et 2011, Site 1256, Plaque Cocos, Pacifique), dans la croûte océanique lente et ultrarapide, respectivement. Dans l’Atlantique, le puits U1309D a pénétré le cœur d’un "Core Complex Océanique" jusqu’à 1415 mètres de profondeur, rencontrant pour l’essentiel des roches gabbroiques de la croûte océanique inférieure, parmi les plus primitives échantillonnées à ce jour (Blackman et al., 2011-M140). Environ 5% de la section échantillonnée est constituée de troctolites riches en olivine (>70%). Les fabriques cristallographiques d’olivine atypiques, combinées au déséquilibre chimique entre l’olivine et les phases interstitielles (clinopyroxène et plagioclase) documenté par l’analyse in-situ des éléments trace, qui révèlent une histoire de cristallisation complexe, en système ouvert, étayent l’hypothèse d’une origine mantellique pour ces roches ultramafiques d’apparence cumulative. Nous avons proposé que ces troctolites riches en olivine représentent des reliques de péridotites mantelliques désagrégées par des flux importants de liquide basaltique. L’incorporation, en base de lithosphère, de petites unités de manteau supérieur aux sections gabbroiques crustales est probablement un processus typique de l’accrétion aux dorsales lentes et ultra-lentes (Drouin et al., 2009, 2010). Nous avons travaillé sur le puits IODP qui a atteint pour la première fois (puits 1256D, 2005-2011) la zone de transition entre complexe filonien et gabbros. Cette zone de racine du complexe filonien, aussi étudiée en détail dans l’ophiolite d’Oman (France et al., 2009 ; Boudier & Nicolas, 2011 ; Morales et al., 2011), représente la zone d’interactions entre le système magmatique, qui crée la croûte, et le système hydrothermal, qui la refroidit. La complexité pétrologique et structurale de cet interface dynamique résulte de mouvements verticaux du toit de la chambre magmatique (France et al., 2009, 2013 ; Koepke et al., 2011). En Oman, la mesure de l’espacement des niveaux anorthositiques dans les gabbros supérieurs, subsidés à partir du plancher de la lentille magmatique axiale de la paléo-dorsale, ont permis de proposer une fréquence de remplissage de cette lentille (Nicolas & Boudier, 2011).

L’impact de l’hydrothermalisme sur les propriétés physiques (sismisques et électriques) des roches de la croûte océanique a fait l’objet de plusieurs études utilisant les données de géophysiques en puits et les mesures au laboratoire (Ildefonse et al., 2009 ; Violay et al., 2010, 2013). Nous nous intéressons tout particulièrement à la serpentinisation et à la carbonatation des termes ultramafiques de la croûte des dorsales lentes. L’évolution des propriétés physiques avec le développement de la magnétite participe à contraindre la progression de la serpentinisation (Beard et al., 2009-M43). Après quelques années de développements et de tests réalisés en collaboration avec l’équipe TMP, et avec le support de l’ANR dans le cadre du programme Captage et stockage du CO2 (projet CO2-FIX), les premiers résultats expérimentaux sur la serpentinisation ont été récemment publiés (Godard et al., 2013). Ces expériences de percolation réactive montrent que les fluides produits sont enrichis en silice, et que la progression de la serpentinisation est contrôlée au premier ordre par l’évolution de la perméabilité (et non de la porosité) et donc par le transport de fluides réactants.