Nouvelles méthodes d'extraction du Molybdène et géochimie d'un grand gisement fossilifère Cambrien, le Lagerstätte de Sirius Passet

New extraction methods for Molybdenum and the geochemistry of a great Cambrian fossiliferous deposit, the Sirius Passet Lagerstätte

• Auteur / Autrice : Ange Le Boudec
• Direction : Francis Albarède
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance le 26/02/2013
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (Lyon ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Vannier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Francis Albarède, Jean Vannier, Yves Balkanski, Karim Benzerara, Janne Blichert-Toft, John S. Peel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yves Balkanski, Karim Benzerara

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molybdène

Mots clés libres

Molybdène

Standard-bracketing

Double-spike

Lagerstätte

Sirius Passet

Redox

Molybdenum

Standard-bracketing

Double-spike

Lagerstätte

Sirius Passet

Redox

Résumé

Les propriétés géochimiques particulières du molybdène vis-à-vis du potentiel d’oxygénation en milieu aqueux en font un élément particulièrement utilisé pour déterminer le degré d’oxygénation du milieu dans lequel un dépôt a sédimenté. Dans un premier temps, ce travail de thèse présente une alternative aux méthodes d’extraction du molybdène utilisées jusqu’ici. Les principales méthodes de purification couramment utilisées sur échantillons géologiques se décomposent en deux phases : une purification au travers d’une résine anionique, puis une purification au travers d’une résine cationique. La méthode proposée ici, initialement prévue pour permettre des analyses en Sample-Standard-Bracketing (SSB), permet d’isoler quantitativement le molybdène du reste de la matrice géologique en un seul passage sur résine anionique. La purification s’avère également suffisamment efficace pour effectuer des analyses en utilisant la méthode du double-spike. Une comparaison de ces deux méthodes de correction du fractionnement instrumental a permis d’évaluer les limites de l’utilisation du SSB par rapport au double-spike. Dans un second temps, cette chimie a été appliquée dans le cadre d’une étude géochimique approfondie d’un gisement fossilifère extrêmement riche: le Lagerstätte de Sirius Passet situé au nord du Groenland. Associée aux critères paléontologiques, cette étude indique que ces sédiments se sont déposés dans un milieu au moins partiellement oxygéné, sous forme de boues sédimentaires très peu propices aux échanges avec la colonne d’eau. Le contexte paléogéographique, les analyses chimiques et les observations microscopiques suggèrent que ces boues sont principalement d’origine éolienne.

The particular behaviour of molybdenum towards the oxygenation potential in aqueous environments makes this element very useful to infer the oxygenation level under which a sediment is deposited. The first part of this PhD thesis is dedicated to the development of a new protocol for the extraction of molybdenum from geological samples. Until now, most extractions are performed using two ion exchange resin columns: an anionic one, then a cationic one. The protocol proposed here, initially set to allow measurements using a classical Sample-Standard-Bracketing (SSB) method, allows good purification and recovery of molybdenum through a single pass in an anion exchange resin. This purification is good enough to perform analyses using the double-spike method. A comparison between these two methods to correct the instrumental mass bias allowed us to better constrain SSB limits versus the double-spike method. The second part of this work aimed at geochemically characterizing an extraordinary fossil assemblage deposit located in North Greenland: the Sirius Passet Lagerstätte. In association with paleontological criteria, this study shows that these sediments were deposited in an environment at least partially oxygenated, in the form of muds enabling little exchange with the water column. The paleogeographical context, chemical analyses and thin-section observations suggest that these muds are mainly aeolian in origin.