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Méthodes de datation par l’analyse des gaz rares

La méthode de datation 40Ar/39Ar est dérivée de la méthode K-Ar et est utilisée pour dater tant des roches très anciennes de l’ordre du milliard d’années que des roches très récentes de l’ordre du millier d’années. Elle peut être appliquée à des minéraux séparés (micas, hornblende, feldspath, feldspathoïdes, cryptomélane, verre....), à des roches totales ou des sections polies de roche par ablation laser. Cette méthode nécessite d’irradier au préalable les échantillons par un flux de neutrons rapides dans un réacteur nucléaire afin de transformer une partie du 39K en 39Ar. La mesure de cet isotope artificiel de l’argon remplaçant celle du 40K, l’âge de l’échantillon devient une fonction du rapport 40Ar/39Ar. Pour connaître le rendement de la réaction nucléaire à l’origine du 39Ar, des échantillons standard calibrés par différents laboratoires sont irradiés conjointement aux échantillons d’âge inconnu. Les domaines d’application de la méthode 40Ar/39Ar sont multiples et concernent tant les processus orogéniques que volcaniques, diagénétiques ou hydrothermaux. L’amélioration significative de la sensibilité des spectromètres de masse à source gazeuse et l’utilisation de laser à haute résolution spatiale permet aujourd’hui de travailler à l’échelle du cristal soit par dégazage progressif d’un grain isolé soit par fusion in situ sur section polie. Une technique d’encapsulation dans des tubes de quartz a été mise au point au laboratoire pour la datation des phases minérales de petite taille (argiles en particulier) susceptibles de subir des pertes d’argon pendant l’irradiation neutronique.

Depuis une quinzaine d’années, la thermochronologie (U-Th)/He a pris un nouvel essor, en particulier grâce aux travaux menés par l’équipe de K. Farley à Caltech. A Géosciences Montpellier, l’accent a été mis sur l’analyse des apatites pour reconstruire l’histoire thermique des roches pendant leur exhumation dans une gamme de température comprise entre 70 et 40°C environ. Les projets développés par l’équipe portent principalement sur les marges de la Méditerranée et les Pyrénées. A moyen terme notre objectif est de mettre au point les techniques nécessaires à la datation des zircons par la même méthode.