Cellule a enclumes de diamant et microscopie electronique : etude de la mineralogie de la zone de transition du manteau superieur

Diamond anvil cell and electron microscopy: study of the mineralogy of the transition zone of the earth's upper mantle

• Auteur / Autrice : LAURENT GAUTRON
• Direction : Michel Madon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les experiences de haute pression haute temperature realisees en cellule a enclumes de diamant couplee a un chauffage laser sur des echantillons de composition pyrolitique et piclogitique et les techniques d'analyse telles que la microscopie electronique analytique en transmission ont permis de contraindre la mineralogie de la zone de transition du manteau superieur. Ainsi, cette zone serait composee dans sa partie superieure de majorite, de spinelle modifie beta et d'anorthite, et dans sa inferieure de majorite, de spinelle gamma, de perovskite calcique, de disthene et d'une phase de structure hollandite. L'anorthite observee presente, comme dans la majorite, une substitution des atomes al par m+si: ce pourrait etre une loi generale de substitution des phases alumineuses dans le manteau terrestre. La decomposition de l'anorthite en perovskite calcique, disthene et hollandite qui s'opere dans des conditions (p,t) correspondant au milieu de la zone de transition, pourrait contribuer a expliquer le saut de densite que la sismologie observe a cette profondeur. Le pourcentage volumique de la majorite croit avec la pression tandis que celui du spinelle decroit et que l'anorthite disparait progressivement. Le spinelle et l'anorthite gardent une composition chimique constante ; la teneur en al de la majorite augmente avec la pression: on peut raisonnablement penser qu'il y a dissolution progressive de l'anorthite dans la majorite. L'ajout d'un troisieme constituant (anorthite ou ses produits de decomposition selon la pression) dans la mineralogie de la zone de transition, permet, dans le cas d'une composition pyrolitique, de reproduire beaucoup plus fidelement le gradient de densite donne par le modele prem