Synthese du spinelle nickelifere : etudes cinetique, thermodynamique et application a la limite cretace - tertiaire

Synthesis of oxidized ni-rich spinel: kinetic and thermodynamic studies, and relevance to the cretaceous/tertiary boundary

• Auteur / Autrice : JEROME GAYRAUD
• Direction : A. DESPRAIRIES
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette these a pour objectif l'etude du mode de formation du spinelle nickelifere afin de comprendre l'origine du spinelle oxyde riche en ni decouvert dans les sediments de la limite cretace - tertiaire (k-t). Pour cela j'ai realise un dispositif experimental permettant de synthetiser du spinelle nickelifere a partir d'echantillons de meteorites et d'etudier l'influence de la fugacite d'oxygene, de la temperature, de la duree de chauffe et de refroidissement sur la cristallisation et la composition de ce mineral. Comme resultats essentiels, j'ai montre que la morphologie des cristaux de spinelle depend principalement de la temperature et de la vitesse de refroidissement. J'ai egalement montre que la composition du spinelle varie progressivement en fonction de la fugacite d'oxygene. En particulier, j'ai etabli que le rapport fe#3#+/fe#t#o#t#a#l du spinelle augmente avec la fugacite d'oxygene et que cette augmentation est independante de la temperature et de la composition du materiel de depart. Ces resultats indiquent que le spinelle k-t s'est forme a partir d'un materiel meteoritique equilibre sous haute fugacite d'oxygene (fo2 > 10-3 bar) et haute temperature (1300c<t<1500c). Ces conditions permettent d'eliminer une origine volcanique pour le spinelle k-t, les magmas terrestres etant equilibres sous de faibles fugacites d'oxygene, correspondant au buffer fmq et iw. Le mecanisme le plus vraisemblable pour expliquer la formation du spinelle k-t est l'oxydation de gouttes en fusion produites par l'ablation dans l'atmosphere de matiere meteoritique. Pour expliquer la dispersion a la surface de la terre a la limite k-t du spinelle nickelifere, deux hypotheses sont envisageables: la comete fragmentee (fragmentation au passage pres du soleil) et l'impact oblique (fragmentation au moment de l'impact)