Le devenir des liquides au sein de la croûte océanique des dorsales à expansion lente : nouveaux apports de l'étude d'Atlantis Bank (dorsale Sud-Ouest Indienne)

par Marine Boulanger

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Raphaël Pik, Lydéric France et de Jürgen Koepke.

Le président du jury était Mathilde Cannat.

Le jury était composé de Raphaël Pik, Lydéric France, Jürgen Koepke, Katharine Cashman, Marguerite Godard, Johan Lissenberg.

Les rapporteurs étaient Katharine Cashman, Marguerite Godard.


  • Résumé

    Les processus magmatiques qui régissent l'accrétion crustale au niveau des dorsales médio-océaniques à expansion lente restent à l'heure actuelle mal contraints. Parmi les processus potentiellement impliqués dans l'évolution des réservoirs de magma de la croûte inférieure, les réactions associées à des écoulements poreux réactifs au travers de bouillies cristallines - ou mush - tendent à supplanter les processus classiques de cristallisation simple des magmas. La part de ces processus dans la formation des gabbros cumulatifs de base de croûte est dépendante des modes de migration des liquides, qui sont eux-mêmes corrélés à la géométrie des réservoirs considérés. En combinant des études structurales, pétrographiques et géochimiques à haute résolution de sections in situ forées dans un corps complexe océanique de la dorsale Sud-Ouest indienne, j'ai pu apporter de nouvelles contraintes sur les modes de formation et d'évolution des réservoirs magmatiques impliqués lors de l'accrétion crustale. Le modèle de réservoir développé est généralisable, au moins en partie, à d'autres portions de croûte inférieure océanique. Ce modèle, ainsi que les nouvelles contraintes de l'étude expérimentale couplée des processus de cristallisation, ouvre la voie vers de nouvelles quantifications des processus d'interaction liquides-roches dans la différenciation des lithologies gabbroïques, et de manière plus générale dans l'évolution des liquides magmatiques de la croûte océanique. Ces développements vont de pair avec l'évolution au cours des dernières décennies de la vision des systèmes magmatiques crustaux, passant de chambres magmatiques constituées de liquides vers des modèles de réservoirs magmatiques majoritairement constitués de mush cristallins.

  • Titre traduit

    The fate of melts within the slow-spreading lower oceanic crust : New insights from Atlantis Bank (Southwest Indian Ridge)


  • Résumé

    Magmatic processes that govern crustal accretion at mid-ocean ridges still need to be better constrained. Among the processes potentially involved in the evolution of the lower crust magma reservoirs, reactions associated with reactive porous flow through crystal mushes tend to be considered as one of the predominant processes together with simple crystallization of magmas. The share of these processes during magma differentiation is dependent on the modes of melt migration and is thus correlated to the geometry of the reservoirs considered. By combining high-resolution structural, petrographic and geochemical studies of in situ sections drilled in an oceanic core complex of the Southwest Indian Ridge, I was able to bring new constraints on the formation and evolution of magmatic reservoirs involved in crustal accretion. All or part of the igneous reservoir model developed herein can be applied to other sections of lower oceanic crust. This model, together with additional constraints obtained by the coupled experimental petrology study of crystallization processes, paves the way for new quantifications of the involvement of melt-rock reactions in the differentiation of gabbroic lithologies, and more generally in the evolution of melts within the oceanic crust. Those developments are consistent with the constant evolution in recent decades of the understanding of crustal magmatic systems, which shifted from melt-filled magma chambers to igneous reservoir models mostly composed of crystal mushes.


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