Etude du comportement des Elements Hautement Siderophiles et chalcophiles dans les gouttelettes sulfurees de MORB.

摘要

Les Elements Hautement Siderophiles (EHS) et les elements chalcophiles sont des outils geochimiques essentiels pour la comprehension de processus geologiques tels que la differenciation terrestre et la formation de gisements magmatiques. Cependant, de nombreux aspects de leur comportement restent inconnus dans differents systemes magmatiques. La distribution des elements chalcophiles dans le manteau est mal determinee a cause du manque de donnees pour les coefficients de partage entre le liquide sulfure et le liquide silicate. Et le comportement des EHS pendant les premieres etapes de la cristallisation du liquide sulfure n'est pas bien compris, surtout en ce qui- concerne le mode de formation de Mineraux du Groupe du Platine (MGP). Dans cette etude nous nous interessons aux gouttelettes sulfurees trempees dans des verres frais de MORB. Ces gouttelettes representent un liquide sulfure qui a ete trempe et qui a interagi avec le liquide silicate; ainsi elles sont adequates pour calculer de nouveaux coefficients de partage et pour etudier la distribution des EHS et des elements chalcophiles dans des sulfures representatifs de sulfures magmatiques de hautes temperatures. Ces gouttelettes sulfurees presentent des textures variant de grains fins a zonees au sein d'un meme echantillon ayant subi un refroidissement suppose homogene. Les textures a grains fins sont caracterisees par des intercroissances micrometriques de Solution Solide Monosulfuree (SSM) et d'une Solution Solide Intermediaire (SSI) avec presence mineure de pentlandite et de magnetite. Les textures zonees sont caracterisees par une SSM massive et par un liquide sulfure residuel trempe riche en Cu avec presence d'exsolution de pentlandite et de magnetite automorphe. L'etude petrographique et les analyses par Microsonde Electronique nous ont permis de determiner que la taille des gouttelettes est un parametre controlant les textures. Ainsi, les gouttelettes sulfurees de petites tailles (10-30mum) presentent preferentiellement des textures a grains fins et les gouttelettes de grandes tailles (>50mum) presentent preferentiellement des textures zonees. Nous proposons que les petites gouttelettes sulfurees aient subi un sur-refroidissement plus brutal que les grosses gouttelettes sulfurees du a une solubilite effective plus elevee. Au moment de l'eruption cette solubilite effective plus elevee retarde la cristallisation des petites gouttelettes sulfurees abaissant ainsi les taux de diffusion et augmentant les taux de nucleation ce qui aboutit a des textures a grains fms. A l'oppose, la cristallisation des grosses gouttelettes n'est pas retardee au moment de l'eruption ce qui permet la differenciation des phases sulfurees. Les analyses par Ablation Laser couplee a un Spectrometre de Masse (LA-ICP-MS) sur les gouttelettes a grains fins et le verre adjacent ont permis de calculer de nouveaux coefficients de partage pour le Co (45), Ni (776), Cu (133), Zn (3.5), Se (323), Ag (1138), Cd (107), Sn (10.8), Te (4791), Pb (57) et le Bi (487). Ces valeurs permettent de determiner la contribution des sulfures au coefficient de partage general durant la fusion du manteau. Le Cu et le Te se comportent principalement comme des elements compatibles pendant la fusion du manteau alors que les autres elements chalcophiles sont moderement a fortement incompatibles. De plus, les rapports Cu/Pd des gouttelettes sulfurees suggerent qu'elles se forment dans la chambre magmatique a l'aplomb de la dorsale oceanique et ont eu le temps de s'equilibrer avec le liquide silicate. Ni les profils de LA-ICP-MS ni les images de Microscope Electronique a Balayage ne montrent la presence d'inclusions indiquant qu'elles ne contiennent pas de Mineraux du Groupe du Platine (MGP). La repartition des EHS et des elements chalcophiles dans les gouttelettes sulfurees montre que le Ni, Co, Re et une partie du Pt et du Pd sont integres en solution solide dans la SSM. Le Cu, Zn, Ag, Cd, Sn, Te, Bi, Pb et le Pt et le Pd restants sont concentres dans le liquide sulfure trempe riche en Cu. Comme pour les autres gouttelettes, les gouttelettes zonees ne contiennent pas de MGP. Le refroidissement subi par les gouttelettes implique que les taux de diffusion etaient trop faibles pour permettre la formation de MGP. Cela indique que l'exsolution est un processus majeur dans la formation des MGP dans les sulfures, qui est commun dans les systemes refroidis plus lentement.