Développements chimiques et instrumentaux en géochimie, en vue des analyses isotopiques Lu-Hf et Sm-Nd. Application à la géochronologie des roches métamorphiques de haute pression. - Thèses Université Clermont Auvergne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Développements chimiques et instrumentaux en géochimie, en vue des analyses isotopiques Lu-Hf et Sm-Nd. Application à la géochronologie des roches métamorphiques de haute pression.

Résumé

This work presents a set of four distinct parts, which are related to the geochemical analysis. The first part is focused on the isotope dilution method and its applications, and is build as a group of published articles. The isotope dilution theory is exposed, and the advantages inherent to this primary method are discussed. The powerfull combination of isotope dilution with matrix-elements removal for obtaining high-quality analysis is assessed for geological samples. The second part is devoted to the chemical separation of Lanthanides and Hf from matrix in geological samples, in view of the isotopic analysis of the Sm﷓Nd and Lu﷓Hf radioactive decay systems. Three new methods are described, assessed and compared ones with others. The analytical protocols for the MC﷓ICP﷓MS measurements are detailed, and some analytical pitfalls are highlighted. For each, a solution avoiding the generated errors is proposed. The third part describes some introduction lines for plasma-source instruments. These devices are based essentially on desolvatation systems and micro-nebuliser developments. An example of application with a MC﷓ICP﷓MS is showed and commented. The fourth and last part is dedicated to geological applications of the previously assessed methods. The processed samples are high-grade metamorphic rocks from the European and North-African Hercynian belt (massive granulites from the Bohemian Massif (Austria, poland), granulitic xenolites from Morocco), and eclogitized rocks from the Sesia zone (Franco-Italian Alps). We obtained interesting data, implicating that, probably, geochronometers are, in crustally derived rocks, very sensitive to the previous history of the rock-constituting materials. We suppose that the behavior of elements involved in the studied geochronometers are more complex than generally admitted.
Le présent travail regroupe un ensemble de quatre parties distinctes, qui ont pour point commun l'analyse géochimique. La première partie présente, sous la forme d'un recueil d'articles, la méthode de dilution isotopique et ses applications. En particulier, il y est traité de la théorie de la dilution isotopique, avec le détail des calculs impliqués, des avantages de cette méthode "absolue" sur les mesures comparatives, et de la puissance de la combinaison séparation chimique – dilution isotopique pour le dosage très précis des éléments en trace dans les échantillons géologiques. La seconde partie est consacrée à la séparation chimique des Lanthanides et du Hf en vue des analyses isotopiques des deux systèmes élément radioactif – élément radiogénique Sm-Nd et Lu-Hf. Trois méthodes nouvelles de séparations sont décrites et comparées. Les protocoles analytiques utilisés dans le cas de mesures par MC-ICP-MS sont détaillés, et les différents pièges analytiques rencontrés ont été clairement identifiés, et une solution a été proposée à chaque fois. La troisième partie décrit et caractérise divers dispositifs d'introduction de l'échantillon pour les appareils à source plasma, essentiellement axés sur la désolvatation cryogénique et l'introduction à micro-débit, et montre un exemple d'application avec un appareil MC-ICP-MS. La quatrième et dernière partie présente quelques unes des données géochronologiques Sm-Nd et Lu-Hf obtenues sur différents environnement métamorphiques de haut grade (granulites hercynienne en xénolites du Maroc, granulites hercynienne d'Europe Centrale (Autriche, Pologne), et éclogites de la zone de Sesia (Alpes)). Nous y montrons que la géochronologie comparée fait face, dans le cas des roches crustales, à une complexité du comportement des géochronomètres beaucoup plus importante que ce qui est généralement admis.
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Dates et versions

tel-00003563 , version 1 (14-10-2003)

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  • HAL Id : tel-00003563 , version 1

Citer

Brieuc Le Fèvre. Développements chimiques et instrumentaux en géochimie, en vue des analyses isotopiques Lu-Hf et Sm-Nd. Application à la géochronologie des roches métamorphiques de haute pression.. Autre. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00003563⟩
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