Le fractionnement des EGP 

LE FRACTIONNEMENT DES EGP

LA FUSION PARTIELLE

Lorsque le manteau supérieur est soumis au processus de fusion partielle, les EGP sont fractionnés entre le résidu mantellique et le liquide magmatique nouvellement formé. Ce fractionnement dépend majoritairement du taux de fusion partielle ainsi que des coefficients de partage des EGP entre les phases mantelliques et le liquide magmatique .

Des études basées sur l’analyse de xénolites suggèrent que le budget en EGP du manteau est essentiellement contrôlé par les sulfures (Mitchell et Keays, 1981; Handler et Bennett, 1999). En effet, les analyses effectuées par Handler et Bennett (1999) sur des péridotites du manteau démontrent que moins de 10% du budget en EGP est contrôlé par le spinelle, l’olivine et les autres silicates, tandis que plus de 90% du budget est contrôlé par les sulfures et possiblement par des phases plus réfractaires telles que des minéraux du groupe du platine (MGP).

Bien que les coefficients de partage des EGP entre les sulfures et le liquide silicaté n’ont toujours pas été déterminés avec précision (D egp(sul/sil)  = 10³ à 10⁶ ; Barnes et Maier, 1999; Barnes et Lightfoot, 2005; et les références qui y sont incluses), il est évident que les EGP préfèrent nettement rester dans les sulfures mantelliques résiduels durant le processus de fusion partielle. Keays (1995) suggère que le taux de fusion partielle requis pour dissoudre tous les sulfures du manteau (i.e., 0,07 à 0,11 % poids de sulfures pour 250 ± 50 ppm de S; McDonough et Sun, 1995) est d’environ 25%. Barnes et Maier (1999) ont démontré que le ratio Pd/Ir du liquide magmatique évolue en faveur du Pd durant la dissolution des sulfures du manteau (< 25% de fusion partielle), et donc, que les liquides produits par un faible degré de fusion partielle tendent à s’enrichir en PEGP (Pd/Ir > 1), tandis que le manteau résiduel s’enrichit plutôt en IEGP (Pd/Ir < 1). Ainsi, lorsque le taux de fusion partielle est relativement faible, par exemple, lorsque des liquides basaltiques sont générés sous une dorsale océanique ou via l’ascension d’un panache mantellique (i.e., généralement ˂ 10%), les sulfures contenus dans le manteau résiduel auront tendance à retenir les IEGP. Cela pourrait donc expliquer pourquoi le contenu en EGP des basaltes est extrêmement fractionné entre les IEGP et les PEGP (Pd/Ir ~ 100) comparativement aux roches issues d’une fusion partielle plus élevée telles que les komatiites (Pd/Ir ~ 10; Barnes et al., 1985).

Comme mentionné précédemment, les EGP ont la capacité de former des liaisons métalliques et sont donc susceptibles de se concentrer sous la forme d’alliages en raison de leur comportement sidérophile. Par conséquent, plusieurs auteurs suggèrent que les IEGP sont également présents dans le manteau sous la forme d’IMGP (minéraux d’IEGP) tels que des alliages d’Os-Ir et des sulfures de Ru-Os±Ir (Mitchell et Keays, 1981; Barnes et al., 1985; Handler et Bennett, 1999; Luguet et al., 2007). D’après les travaux réalisés par Luguet et al. (2007), les IMGP dominent le budget en EGP du résidu mantellique suite à la consumation complète des sulfures du manteau. Ainsi, lorsque le taux de fusion partielle est supérieur à 25%, par exemple, lorsque des liquides komatiitiques sont générés (~ 35 à 50% de fusion partielle; Arndt, 1977), le ratio Pd/Ir du liquide magmatique tend à évoluer en faveur de l’Ir en raison d’une plus grande extraction d’IEGP (Barnes et Maier, 1999).

LA CRISTALLISATION FRACTIONNÉE DES MAGMAS SATURÉS
EN SULFURES

Plusieurs études réalisées sur des gisements à sulfures de Ni-Cu-EGP révèlent que la ségrégation d’un liquide sulfuré à partir du liquide silicaté exerce un grand pouvoir sur l’extraction des EGP et des autres éléments chalcophiles (e.g., Ag, Co, Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn; Barnes et Maier, 1999; Barnes et Lightfoot, 2005; Arndt et al., 2005). En effet, Barnes et Lightfoot (2005) ont démontré que les concentrations en EGP du liquide silicaté diminuent très rapidement lors de la ségrégation d’un liquide sulfuré. Le modèle proposé par ces auteurs suggère que l’extraction complète des EGP à partir d’un magma saturé en sulfures nécessite seulement de 2 à 5% du fractionnement des cristaux si les coefficients de partage des EGP entre le liquide sulfuré et le liquide silicaté sont respectivement de 40 000 et de 10 000 .

D’après Barnes et Maier (1999), la différenciation du liquide sulfuré mène à un fractionnement entre les IEGP (+Rh) et le couple Pt-Pd qui s’exprime dans les gisements magmatiques sulfurés par la présence d’une portion riche en Fe et Ni, enrichie en IEGP et en Rh, ainsi que d’une portion riche en Cu, enrichie en Pt et en Pd. Ce fractionnement est causé par la cristallisation précoce de solution solide monosulfurée (MSS) dans laquelle le Fe peut être substitué par les IEGP et le Rh. Par conséquent, le liquide fractionné riche en Cu sera enrichi en éléments incompatibles dans les MSS tels que le Pt et le Pd, lesquelles auront tendance à se concentrer dans le liquide résiduel suite à la cristallisation de la solution solide intermédiaire (ISS).

De manière générale, deux possibilités ont été proposées pour expliquer l’association entre la chromite et les concentrations roches totales en IEGP : (1) les IEGP sont des éléments peu solubles (ou insolubles) qui co-cristallisent avec la chromite sous la forme d’IMGP, et; (2) les IEGP sont des éléments solubles qui peuvent entrer en solution solide dans la structure de la chromite (Pagé et al., 2012 et références incluses). La première hypothèse est principalement basée sur la présence d’inclusions d’IMGP de taille micrométrique dans les chromites. Plusieurs études réalisées à partir de roches plutoniques riches en chromites révèlent que la laurite (RuS2) et certains alliages d’Os-Ir-Ru sont les IMGP les plus communément observés en association avec la chromite (Talkington et Lipin, 1986; Prichard et al., 2008; Gonzalez-Jiménez et al., 2009). Dans les roches volcaniques, les évidences prouvant la présence d’inclusions d’IMGP dans les chromites sont essentiellement restreintes à l’observation de pics dans les spectres des IEGP obtenus à l’aide d’analyses in situ par ablation laser couplée à un spectromètre de masse (LA ICPMS, laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry). Les résultats obtenus à partir de ce type d’analyse suggèrent principalement la présence d’alliage d’Os-Ir (±Ru; Fiorentini et al., 2004; Locmelis et al., 2011) .

Borisov et Palme (2000) ont démontré que la solubilité du Ru augmente plus rapidement avec la température que la solubilité de l’Ir. Il est donc possible que dans un liquide à haute température (e.g., picritique ou komatiitique), le Ru, contrairement à l’Os et l’Ir, soit plus soluble et ne cristallise pas sous la forme d’IMGP durant les premières phases du refroidissement, mais serait davantage disponible pour entrer en solution solide dans la structure de la chromite (Barnes et Fiorentini, 2008). D’après Pagé et al. (2012), cette hypothèse pourrait justifier le fait que les chromites des komatiites d’Alexo peuvent contrôler jusqu’à 100% du budget roche totale en Ru, mais moins de 20% du budget roche totale en Os et en Ir.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport-gratuit.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

CHAPITRE 1 – Introduction générale 
1.1 Introduction
1.2 Concepts fondamentaux
1.2.1 Les éléments du groupe du platine (EGP)
1.2.2 Le fractionnement des EGP
1.2.2.1 La fusion partielle
1.2.2.2 La cristallisation fractionnée des magmas saturés en sulfures
1.2.2.3 La cristallisation fractionnée des magmas sous-saturés en sulfures
1.3 Problématique
1.3.1 Les hypothèses
1.3.2 Les objectifs
1.4 Terrain d’étude
1.4.1 La Grande Province Ignée d’Emeishan
1.4.2 Les picrites d’Emeishan
1.5 Méthodologie
1.5.1 Échantillonnage
1.5.2 Étude pétrographique
1.5.3 Étude géochimique
1.6 Format du mémoire
1.7 Contributions de l’auteur et des collaborateurs
1.8 Références
CHAPITRE 2 – The effect of chromite crystallization on the fractionation of osmium, iridium, ruthenium and rhodium in picritic magmas: an example from the Emeishan Large Igneous Province, south-western china 
2.1 Abstract
2.2 Introduction
2.3 Geological background
2.4 Samples locations and analytical methods
2.5 Results
2.5.1 Petrography of picrites and associated rocks
2.5.2 Chemical classification of picrites
2.5.3 Whole-rock major and trace element compositions
2.5.4 Primary mineral assamblage
2.5.4.1 Olivine
2.5.4.2 Chromite
2.5.4.3 Clinopyroxene
2.5.5 IPGE and Rh in chromites determined by LA-ICP-MS
2.5.6 Presence of PGM grains related to the Emeishan chromites
2.6 Discussion
2.6.1 The effects of sulphide removal on PGE concentrations in whole-rock
2.6.2 The enrichment of IPGE and Rh in chromites
2.6.3 Chromite-hosted PGM: evidence of a syn-chromite crystallization origin
2.6.4 Determination of the fraction of chromite in the Emeishan volcanic rocks
2.6.5 Partition coefficients for IPGE and Rh between chromite and picrite, and mass
balance calculations
2.6.6 The effects of chromite crystallization on IPGE and Rh concentrations in whole
rock: a model for the ELIP
2.7 Conclusions
2.8 Acknowledgments
2.9 References
CHAPITRE 3 – Conclusions générale

Rapport PFE, mémoire et thèse PDFTélécharger le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *