Exploration de la différenciation crustale : une étude pétrogéochimique multi-échelles

Exploration of crustal differentiation : a multi-scale petrogeochemical study

• Auteur / Autrice : Theo Biget
• Direction : Maud Boyet, Emilie Bruand
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Structure et évolution de la terre et des autres planètes
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Fondamentales
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Magmas et Volcans
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : GEOCHIMIE

Mots clés

Mots clés libres

Croûte continentale

Différenciation crustale

Phases accessoires

Granites

Migmatites

Calabre

Continental crust

Crustal differentiation

Accessory minerals

Granites

Migmatites

Calabria

Résumé

Il est communément admis que depuis le Protérozoique, la croûte continentale se forme principalement au niveau des zones de subduction. Cependant, les liens entre la production de granites à travers les temps géologiques et la croissance crustale sont encore très débattus. Pour lever ce verrou, il est nécessaire d'évaluer précisément la nature de la source d'un granite donné (crustale vs mantellique) et les liens entre les roches partiellement fondues de la croûte inférieure (migmatites) et les granites présents plus en surface dans la colonne crustale. Les résultats obtenus par l'analyse de roche totale et de zircons, suscitent toujours des interprétations débattues. Le but de ce projet est d'étudier en détail des roches partiellement fondues en base de croûte et des granites afin de mieux comprendre la différenciation crustale et donc les processus contrôlant la formation de croûte continentale. L'approche proposée est nouvelle puisque le travail s'appuie sur de récents développements analytiques réalisés à l'échelle du minéral sur les phases riches en terres rares (apatite, titanite, monazite, allanite, zircon). Les résultats obtenus à l'échelle du minéral (<600 microns) seront comparés à ceux des roches totales afin d'étudier de potentiels déséquilibres isotopiques entre roche totale et phase minérale pendant le processus de fusion partielle et/ou d'hybridation des magmas. Les résultats devront s'intégrer dans un contexte plus large pour être replacés à l'échelle de l'affleurement (quelques centaines de mètre) puis de la colonne crutale (quelques kms). Ce projet nécessitera du terrain dans des localités (Calabre) où des granites et des migmatites de milieu et de base de croûte sont accessibles. Dans ces localités, une variété de granitoides (calc alcalins et péralumineux) et les migmatites seront échantillonnées. Ces localités représentent des racines de croûtes hercyniennes exceptionnelles et permettent d'observer à l'affleurement des évidences d'hybridation de granites via l'incorporation de granulites dans les plutons granitiques.

In the post-Archean times, the continental crust is dominated by granitoids and it is accepted that there is a relationship between granite production and crustal growth, however, this link is still difficult to quantify. To overcome this difficulty, we need to evaluate the precise crust/mantle component of the granites sources, and the genetic link between lower crustal rocks and upper crustal granitic plutons. Previous studies have focussed on whole rock and zircons but their interpretation are still highly debated. The goal of this project is to study partially melted rocks from the lower crust, granites and enclaves within them to explore and better constrain crustal evolution processes which control the formation of the continental crust. To succeed, this project will use recent analytical developments at the mineral scale on REE-bearing minerals (apatite, titanite, monazite, allanite, zircon). The results obtained at the mineral scale (<600 microns) will be compared to whole rock analyses in order to study potential isotopic disequilibrium during partial melting and/or hybridization of magmas. These results will then be integrated in a more general context at the outcrop scale (few meters) and then at the crustal section scale (few kms). This project requires fieldwork in key locations (Calabria) where middle and lower crust granites and partially melted rocks are accessible. In these locations, a variety of granitoids (calk-alkaline and peraluminous) and partially melted lower and middle crust samples (granulite and amphibolite) will be carefully sampled. The studied localities represent exceptional Hercynian deep crustal roots and display direct field evidence of hybridization of granitoid via the incorporation of partially melted granulite to granitoid bodies.