Organic matter and thermal metamorphism in primitive chondrites
Matière organique et métamorphisme thermique dans les chondrites primitives
Résumé
The Organic Matter of primitive chondrites is inherited from the presolar cloud, but the chondritic
OM have suffered from secondary processes inside the proto-solar nebula and on their asteroidal parent
body (Aqueous Alteration, Thermal Metamorphism), that may erase or transform the initial characteristics.
The TM has been approached here from OM, which is irreversibly transformed by TM. More than
30 chondrites (CV3, CO3, UOC) have been studied : structure of the OM has been quantified by Raman
spectroscopy, the texture by HRTEM. Petrographic studies have also been done on each chondrite. A new
interclass metamorphic tracer is defined : consistent with other ones available in the litterature, independant
from the AA and sensitive to the Peak Metamorphic Temperature. For the most metamorphosed
chondrites, the PMT is evaluated from the structural grade of the OM : 330°C (Allende), consistent with
other available thermometers. The limitations of the commonly defined petrographic scale are shown
and a new one based on a Raman spectral parameter is defined. A precise evaluation of the metamorphic
grade of the chondrites allows to discriminate the nebular from the asteroidal effects induced on the
petrography. This work gives also some constraints to the models of formation of the chondritic OM. It
shows that the organic precursor from ordinary and carbonaceous chondrites are chemically and structurally
closed and that the understanding of the isotopic characteristics from the OM (D, 15N) requires to
take into account the effects induced by the secondary processes. This work favors an interstellar origin
of the precursor of the chondritic OM.
OM have suffered from secondary processes inside the proto-solar nebula and on their asteroidal parent
body (Aqueous Alteration, Thermal Metamorphism), that may erase or transform the initial characteristics.
The TM has been approached here from OM, which is irreversibly transformed by TM. More than
30 chondrites (CV3, CO3, UOC) have been studied : structure of the OM has been quantified by Raman
spectroscopy, the texture by HRTEM. Petrographic studies have also been done on each chondrite. A new
interclass metamorphic tracer is defined : consistent with other ones available in the litterature, independant
from the AA and sensitive to the Peak Metamorphic Temperature. For the most metamorphosed
chondrites, the PMT is evaluated from the structural grade of the OM : 330°C (Allende), consistent with
other available thermometers. The limitations of the commonly defined petrographic scale are shown
and a new one based on a Raman spectral parameter is defined. A precise evaluation of the metamorphic
grade of the chondrites allows to discriminate the nebular from the asteroidal effects induced on the
petrography. This work gives also some constraints to the models of formation of the chondritic OM. It
shows that the organic precursor from ordinary and carbonaceous chondrites are chemically and structurally
closed and that the understanding of the isotopic characteristics from the OM (D, 15N) requires to
take into account the effects induced by the secondary processes. This work favors an interstellar origin
of the precursor of the chondritic OM.
Les chondrites ont une Matière Organique héritée du nuage présolaire, ayant subi des processus
altérants dans la nébuleuse proto-solaire et sur le Corps Parent (Altération Aqueuse, Métamorphisme
Thermique), qui ont perturbé les informations primaires. Le MT subi par les chondrites est ici abordé
à partir de la MO, transformée de façon irréversible sous l'effet du MT. La structure de la MO de plus
de 30 chondrites (CO3, CV3, UOC) a été quantifiée par spectrométrie Raman et la texture de certaines
par HRTEM. Minéralogie et pétrographie ont aussi été considérées. Un nouvel outil d'évaluation interclasse
du MT subi par les chondrites est défini : cohérent avec d'autres traceurs (concentration en
nanodiamants, pétrographie, composante P3), indépendant de l'AA, sensible à la Température de Pic de
Métamorphisme. Une TPM est évaluée pour les chondrites les plus métamorphisées : 330°C (Allende).
De nouveaux types pétrographiques sont attribués, les limitations de l'échelle pétrographique actuellement
définie soulignées. Une nouvelle est proposée, basée sur un paramètre spectral Raman. Certaines
caractéristiques pétrographiques sont réinterprétées. Ce travail montre que les précurseurs organiques
des chondrites ordinaires et carbonées (CO3, CV3) sont chimiquement et structuralement proches. Il
souligne la nécessité de prendre en compte les processus post-accrétion dans la compréhension des signatures
isotopiques (D, 15N), que des échanges isotopiques D-H ont eu lieu sur le CP, que la phase
porteuse de l'15N est très sensible aux processus secondaires. L'hypothèse de précurseurs interstellaires
de la MO chondritique est ici favorisée.
altérants dans la nébuleuse proto-solaire et sur le Corps Parent (Altération Aqueuse, Métamorphisme
Thermique), qui ont perturbé les informations primaires. Le MT subi par les chondrites est ici abordé
à partir de la MO, transformée de façon irréversible sous l'effet du MT. La structure de la MO de plus
de 30 chondrites (CO3, CV3, UOC) a été quantifiée par spectrométrie Raman et la texture de certaines
par HRTEM. Minéralogie et pétrographie ont aussi été considérées. Un nouvel outil d'évaluation interclasse
du MT subi par les chondrites est défini : cohérent avec d'autres traceurs (concentration en
nanodiamants, pétrographie, composante P3), indépendant de l'AA, sensible à la Température de Pic de
Métamorphisme. Une TPM est évaluée pour les chondrites les plus métamorphisées : 330°C (Allende).
De nouveaux types pétrographiques sont attribués, les limitations de l'échelle pétrographique actuellement
définie soulignées. Une nouvelle est proposée, basée sur un paramètre spectral Raman. Certaines
caractéristiques pétrographiques sont réinterprétées. Ce travail montre que les précurseurs organiques
des chondrites ordinaires et carbonées (CO3, CV3) sont chimiquement et structuralement proches. Il
souligne la nécessité de prendre en compte les processus post-accrétion dans la compréhension des signatures
isotopiques (D, 15N), que des échanges isotopiques D-H ont eu lieu sur le CP, que la phase
porteuse de l'15N est très sensible aux processus secondaires. L'hypothèse de précurseurs interstellaires
de la MO chondritique est ici favorisée.
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