Origine et formation des diamants dans le manteau supérieur : apport d'une systématique multi-isotopique (carbone, azote et soufre) - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Origin and formation of diamonds in the Earth's upper mantle: contribution of a multi-isotope approach (carbon, nitrogen, sulfur)

Origine et formation des diamants dans le manteau supérieur : apport d'une systématique multi-isotopique (carbone, azote et soufre)

Résumé

The purpose of this thesis was to better understand the origin and speciation of carbon in the metasomatic fluids that give rise to diamonds. It included the analysis of diamonds of the same xenolite, polycrystalline diamonds and diamonds with sulphide inclusions. This work was carried out in close collaboration with, among others, Dr. Jeff Harris (University of Glasgow) for the selection and characterization of the samples and Dr. Marc Chaussidon and Dr. Claire Rollion-Bard (CRPG-Nancy) for the implementation of the first measurements of the 33S / 32S and 34S / 32S isotopic compositions. This work has enabled several advances. First, the existence of reduced fluids in the mantle (i.e. containing methane) could be demonstrated. Finally, the opposite, if not contradictory, conclusions drawn from previous studies have been clarified by systematic analysis of the isotopic compositions of C, N in diamonds and S in sulphides from the same sample. This work confirmed the surface origin of sulfur (∆33S ≠ 0 per thousand) of sulphide inclusions with mantle signatures of diamonds (δ13C and δ15N ~ -5 per thousand). The data support a model of metasomatic diamond formation, by precipitation by mantle fluids including a pre-existing sulfide. he main implications of this work revolve around our understanding of the ages of diamond formation, the analysis of inclusions not necessarily making it possible to deduce the age of formation. On the other hand, this study illustrates significant differences between diamonds with sulfide inclusion and diamond with silicate inclusion, suggesting that the “ages” of formation of diamonds with silicate inclusion (or sulfide) cannot be generalized to all of the diamonds.
Le but de cette thèse était de mieux comprendre l’origine et la spéciation du carbone des fluides métasomatiques qui donnent naissance aux diamants. Elle incluait l’analyse de diamants d’un même xénolite, de diamants polycristallins et de diamants à inclusions de sulfures. Ces travaux ont été menés en étroite collaboration avec, entre autres, le Dr. Jeff Harris (University of Glasgow) pour le choix et la caractérisation des échantillons et les Dr. Marc Chaussidon et Dr Claire Rollion-Bard (CRPG-Nancy) pour la mise en œuvre des premières mesures des compositions isotopiques 33S/32S et 34S/32S. Ce travail a permis plusieurs avancées. Tout d’abord, l’existence de fluides réduits dans le manteau (i.e. contenant du méthane) a pu être démontrée. Enfin, les conclusions opposées sinon contradictoires déduites des études précédentes ont été clarifiées par l’analyse systématique des compositions isotopiques du C, N des diamants et S des sulfures d’un même échantillon. Ce travail a permis de confirmer l’origine superficielle du soufre (∆33S ≠ 0 pour mille) des inclusions de sulfures avec des signatures mantéliques des diamants (δ13C et δ15N ~ -5 pour mille). Les données soutiennent un modèle de formation métasomatique des diamants, par précipitation par des fluides mantéliques englobant un sulfure pré-existant. es principales implications de ce travail tournent autour de notre compréhension des âges de formation des diamants, l’analyse des inclusions ne permettant pas nécessairement de déduire l’âge de formation. D’autre part, cette étude illustre des différences significatives entre diamants à inclusion de sulfure et diamant à inclusion silicatée, suggérant que les “âges” de formation des diamants à inclusion silicatée (ou de sulfure) ne peuvent être généralisés à l’ensemble des diamants.
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  • HAL Id : tel-02451357 , version 1

Citer

Emilie A Thomassot. Origine et formation des diamants dans le manteau supérieur : apport d'une systématique multi-isotopique (carbone, azote et soufre). Géochimie. Université Paris 7 - Denis Diderot; Institut de Physique du Globe de Paris, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02451357⟩
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