Geops (Geosciences Paris Sud)


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Lenoir Louise

Fonction : Doctorante
Bâtiment : 504
Bureau : 108
Équipe : Relief, Bassins et Ressources
Émail : louise.lenoir@u-psud.fr

Présentation :

Spécialité du doctorat : Terre solide : Géodynamique des enveloppes supérieures, paléobiosphère

Ecole doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux, Géosciences (SMEMaG)

Thématique : Métalogénie/Bassin

Domaine : Géosciences

Sujet du doctorat :

Conditions de dépôt, âge et liens entre remplissages filoniens et minéralisations stratiformes a l’interface socle/couverture des bordures sud et est du bassin de Paris.

Projet / Cadre

Programme TelluS INSU CESSUR 2018 : Quantification des rapports isotopiques δ18O et δD des eaux piégées en inclusions dans la fluorine par spectroscopie à cavité optique (CRDS) : Application aux gisements à F-Ba-Si du Nord Morvan, porté par Thomas Blaise, 2018

Directeurs de la thèse : Thomas Blaise, Benjamin Brigaud et Jocelyn Barbarand (GEOPS)

Descriptif du sujet

Les processus et durée de mise en place des gisements filoniens et à l’interface socle/couverture aux pourtours du bassin de Paris ne font pas l’objet de consensus. Les premiers sont interprétés par Jébrak (1985) comme liés aux épisodes distensifs tardi-hercyniens, spatialement associés aux bassins permiens (Autun, Val-d’Ajol), tandis qu’un âge liasique est proposé par Joseph et al. (1973) sur la base de la datation K-Ar sur adulaires du filon de Voltennes. A l’interface socle/couverture, les gisements massifs de fluorine (Pierre-Perthuis, Antully) ont longtemps été interprétés comme synsédimentaires (Soulé de Lafont et Lhégu, 1980), mais remis en cause plus récemment sur la base des données microthermométriques sur inclusions fluides (Nigon, 1988 ; Gigoux et al., 2016) et sur la datation Sm-Nd de la fluorine de Pierre-Perthuis révélant une cristallisation au Crétacé inférieur (Gigoux et al., 2015). De plus, les relations entre ces deux types de gisements, et leurs liens possibles avec des minéralisations plus distantes (Haut-Poitou : Cathelineau et al., 2012 ; Sizaret et al., 2009 ; région d’Alençon : Lemaitre, 1965 ; Est du bassin de Paris : Carpentier et al., 2014) sont mal connues.
A travers cette étude, nous souhaitons examiner les possibles liens cogéniques entre ces différentes minéralisations, et exploiter l’information issue de l’enregistrement physico-chimique des fluides géologiques et des datations isotopiques comme traceurs des évènements tectono-thermiques dans les bassins et sur leurs marges. A cette fin, nous souhaitons articuler cette recherche autour de trois axes majeurs :
1) Caractérisation de l’origine et de la nature des fluides géologiques à l’origine de la précipitation des espèces minérales, en particulier de la fluorine. Ceci sera réalisé à travers l’étude des inclusions fluides (températures minimales de piégeage et salinité par microthermométrie, détection des espèces en solution par spectroscopie Raman, δ18O et δD par spectroscopie à cavité optique (Arienzo et al., 2013), rapports Cl/Br par méthode dite « d’écrasement-lessivage »).
2) Datation des événements de cristallisation (Ar-Ar sur adulaires, éventuellement U-Pb sur oxydes d’uranium, voire sur la fluorine si les conditions sont favorables).
3) Transport des métaux en solution et conditions de dépôt. Nous cherchons à améliorer la compréhension de l’hétérogénéité des paragenèses grâce à la quantification des concentrations en espèces métalliques (Pb, Zn, Cu, U) dissoutes au sein des inclusions fluides par LA-ICP-MS.
L’ensemble de ce projet s’inscrit dans une recherche générale menée au laboratoire GEOPS autour de la compréhension des liens entre la caractérisation des mouvements verticaux et les circulations de fluides dans les bassins méso-cénozoïques et les batholites hercyniens.

Objectif et contexte
Les objectifs correspondent aux axes définis ci-dessus pouvant chacun aboutir à une publication :
1) Origine des fluides ayant permis la cristallisation des paragenèses en remplissage des filons et aux interfaces socles/couvertures, et conditions P-T associées.
2) Datations et signification en termes d’évolution géodynamique
3) Transport des métaux (Ba, Pb, Zn, Cu, U) en solution et conditions de dépôt.

L’accroissement de la population mondiale, parallèlement aux grands défis de transition pour une production et une consommation d’énergies décarbonées, amènent nos sociétés dans une réflexion globale sur l’exploitation des ressources minérales. En effet, l’implémentation des accords de Paris sur le climat ne pourra se faire sans l’accroissement massif de la production de l’ensemble des métaux (Vidal et al., 2013), qu’ils soient dits « de base » (Fe, Al, Cu, Pb, Zn etc…) ou « critiques » (Eléments des Terres Rares, Indium etc…). La fluorine CaF2 est un des minéraux parmi les plus ubiquistes des paragenèses métalliques, et constitue elle-même une ressource classée critique par la commission européenne. Ce minéral est également fréquent au sein de minéralisations plus discrètes et modestes en remplissage de fissures et fractures dans les bassins et sur leurs marges (Boiron et al., 2010), et constitue à ce titre un marqueur encore peu étudié pour la compréhension de la dynamique globale des bassins sédimentaires (accélération/ralentissement de la subsidence, réajustement du socle, émersions, inversion tectonique…).
A travers un cas d’étude proposé sur les minéralisations filoniennes et à l’interface socle/couverture du Morvan et des Vosges, deux objectifs principaux sont poursuivis :
- Améliorer la compréhension des modes de transport et de dépôt des gisements polymétalliques (Pb-Zn-Ba, Cu, U…) ainsi que de la fluorine elle-même.
- Tracer les épisodes de mobilisation des fluides géologiques et les relier à la dynamique des bassins sédimentaires, à travers le calage temporel et les contraintes sur les conditions physico-chimiques des circulations.