Thèse soutenue

Cristallisation des olivines dans les chondres barrés et macro-porphyriques

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Auteur / Autrice : Marion Auxerre
Direction : François Faure
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences
Date : Soutenance le 08/04/2022
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (Vandoeuvre-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle)
Jury : Président / Présidente : Etienne Deloule
Examinateurs / Examinatrices : François Faure, Caroline Martel, Guy Libourel, Muriel Laubier, Anne-Sophie Bouvier, Evelyn Füri, Emmanuel Jacquet
Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Martel, Guy Libourel

Résumé

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Les chondres, constituants principaux des chondrites sont des sphères silicatées ferromagnésiennes d'origine ignée. Ils résultent de la fusion plus ou moins totale de précurseurs solides au cours d'événements brefs de haute température, c'est-à-dire des pics thermiques suivis d'épisodes de refroidissement rapide. Les chondres sont des témoins directs de la formation du système solaire et leurs conditions thermiques (surchauffe, vitesse de refroidissement…) peut apporter des informations sur les contraintes thermiques de formation. Pour cela, des études expérimentales et pétrographiques détaillées ont été réalisées sur des chondres de différentes textures (macro-porphyrique, porphyrique et barré). Pour reproduire la texture macro-porphyrique (peu de grands cristaux d'olivine), le liquide chondritique doit subir un épisode de surchauffe (au-dessus de la température liquidus) afin de réduire la nucléation et, être suivie par un refroidissement lent (quelques °C/h) afin de former les larges olivines présentant les lacunes de cristallisation caractéristiques. Les chondres macro-porphyriques n'ont pas la même histoire thermique que les chondres porphyriques qui ont été initialement moins chauffés (sous leurs températures liquidus). En revanche, les chondres macro-porphyriques et barrés sont issus d'un épisode de surchauffe. Une étude pétrographique et expérimentale sur les textures barrées confirme cette analogie. Les observations réalisées sur les textures barrées ont permis de proposer un modèle 3D de ces objets complexes mais aussi un modèle de formation des chondres barrés où les bordures irrégulières -permettant des interactions gaz/liquide- se forment en même temps que les barres-dendrites muries. Une étude sur le comportement des Terres Rares (REE) entre l'olivine et le liquide a été réalisée lors d'expériences dynamiques à taux de refroidissement (2-1000°C/h) et paliers variables. Un haut taux de cristallisation (composition, tempéra ture de trempe basse, long palier) ou un taux de refroidissement lent favorisent un coefficient de partage bas entre l'olivine et le liquide (Kd). Toutefois, un taux de refroidissement très lent peut entraîner, par retard à la nucléation, des croissances initiales rapides ayant pour conséquence un enrichissement des olivines en REE et un Kdolivine-liquide variable.