Thèse soutenue

Les isotopes de l'hafnium dans les TTG et leurs zircons : témoins de la croissance des premiers continents

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Auteur / Autrice : Martin Guitreau
Direction : Janne Blichert-ToftHervé Martin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre
Date : Soutenance le 08/06/2012
Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (Lyon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Lyon ; 2011-....)
Jury : Président / Présidente : Nicolas Coltice
Examinateurs / Examinatrices : Janne Blichert-Toft, Hervé Martin, Nicolas Coltice, Randall Richardson Parrish, Klaus Mezger, Minik Thorleif Rosing
Rapporteurs / Rapporteuses : Randall Richardson Parrish, Klaus Mezger

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail de thèse présente des analyses isotopiques Lu-Hf par MC-ICP-MS combinées de zircons ignés et de roches totales d’une importante collection de granitoïdes archéens appartenant à la suite des Tonalite-Trondhjémite-Granodiorite (TTG) afin d’apporter un regard nouveau sur la croissance de la croûte continentale et tout particulièrement dans le début de l’histoire de la Terre. Nos données indiquent un bon accord général entre les zircons ignés, mesurés par ablation-laser et par solution, avec leurs roche-hôtes. Nous démontrons que le rapport Lu/Hf intégré dans le temps de la source mantellique des TTG est près de la valeur chondritique et n’a pas significativement changée au cours des 4 derniers milliards d’années. Par conséquent, les continents se sont formés à partir d’un matériel primitif non fractionné extrait du manteau profond par l’intermédiaire de panaches qui après fusion partielle ont laissés un résidu appauvri dans le manteau supérieur. Les cristaux de zircon extraits des TTG ont des compositions isotopiques en Hf cohérentes au sein d’une même population alors que le système U-Pb, dans les mêmes grains, est souvent perturbé résultant ainsi en l’obtention de valeurs d’εHf initial erronées. Ce problème est endémique aux cristaux de zircon détritiques archéens et en accord avec des résultats expérimentaux sur la mobilité préférentielle de l’Hf en fonction de celle de l’U et du Pb au sein du zircon. Nous suggérons que ce problème biaise l’enregistrement détritique archéen en faveur de valeurs d’εHf initial négatives qui contrastent avec les valeurs obtenues pour les TTG mais peuvent être expliquées par l’utilisation d’âges 207Pb/206Pb non-magmatiques. Si l’on considère les cristaux de zircon de Jack Hills au vu de ces résultats, la source des continents serait restée inchangée depuis 4,3 Ga.