Thermochronométrie basse température (U-Th-Sm)/He : méthodologie et applications géodynamiques

Low-temperature (U-Th-Sm)/He thermochronology : methodology and geodynamical applications

• Auteur / Autrice : Alice Recanati
• Direction : Cécile Gautheron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre solide : géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère
• Date : Soutenance le 12/02/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géosciences Paris-Saclay (Orsay, Essonne ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Sarda
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cécile Gautheron, Philippe Sarda, Jacques Déverchère, Philippe Münch, Stéphanie Brichau, Anne-Magali Seydoux-Guillaume, Yves Missenard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Déverchère, Philippe Münch
• DOI : 10.70675/4241855az438cz402ezad4fz6a29429a02a8

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermochronologie

Datation -- Méthode uranium-thorium

Hélium

Petite Kabylie (Algérie)

Alpes

Armoricain, Massif (France)

Mots clés libres

Thermochronologie

Hélium

Apatite

Rétention

Algérie

Alpes

Massif armoricain

Thermochronology

Helium

Apatite

Retention

Algeria

Alps

Armorican Massif

Résumé

Une première partie de cette thèse est méthodologique: elle vise à améliorer la thermochronométrie (U-Th-Sm)/He sur apatite et les modèles de diffusion actuels. Nous avons étudié le cas du Massif Armoricain (France), et celui des Alpes Suisses. Nos travaux montrent que la rétentivité en hélium des apatites est plus élevée que prévu par les modèles traditionnellement utilisés. Une approche statistique comprenant des algorithmes d'apprentissage montre que la composition chimique des grains ne semble pas jouer sur la rétentivité des apatites en hélium. Le principal paramètre contrôlant la dispersion des âges hélium est l'état d'endommagement des cristaux. Nous proposons une approche de physique/minéralogie expérimentale pour le caractériser à l'échelle nanométrique. Dans la dernière partie de la thèse, nous avons appliqué la méthode (U-Th-Sm)/He sur apatite au cas de la marge algérienne. Nous mettons en évidence une phase majeure de dénudation dans la région des Petites Kabylies au cours du Tortonien. Cette phase marque probablement le début de l'inversion de la marge, bien plus précocement que suggéré jusqu'alors.

The first part of the thesis aims at improving the methodology and the models involved in apatite (U-Th-Sm)/He thermochronology. For this purpose, we studied two geological cases: the Armorican Massif (France) and the Swiss Alps. Our work suggests that apatite helium retentivity is higher than predicted in traditional models. A statistical approach using machine learning algorithms evidences that the apatite chemical composition of grains does not influence helium retentivity. The key parameter is the parent radionuclide and the crystal damage contents. We suggest an experimental procedure in order to characterize damage in apatite at the sub-micrometer scale. In the last part of the thesis, we applied the (U-Th-Sm)/He method to the Algerian Margin. We evidenced a major denudation phase in Petite Kabylie (''Lesser Kabylia'') during the Tortonian times. This phase likely corresponds to the initiation of the margin inversion, earlier than previously suggested.