Abundance and water signification in primary magmas. Micro-Raman and micro-Ftir spectroscopies.
Abondance et signification de l'eau dans les magmas mafiques. Développement de la spectroscopie vibrationnelle (Raman et Ftir).
Résumé
The objective of this work was to study the dissolve water behaviour in olivine-hosted melt inclusions. This kind of work requires an analytical method with high spatial resolution which allows fast and accurate large data base acquiring on melt inclusions. In this way, this work was firstly dedicated on micro-Raman spectroscopy development. Thus we finally propose a method which allows to control and to predict the matrix effects that affect the water content determination (GCA, 2009 and Chemical Geology, 2009). Then, this method has been tested on a large range of natural (melt inclusions) mafic compositions (from trachy-basalt to basanite) and validated with an FTIR comparison (GCA, submitted). The new molar absorptivity coefficients determined for mafic composition and literature data allow us to identify the evolution of this coefficient with composition. The final part of this work is about the H2O behaviour in primary silicate melts through the olivine-hosted melt inclusions from La Sommata (Vulcano, Aeolian Arc). After a sampling field work, an accurate study of melt inclusions and their hosted mineral compositions (major and volatiles elements) have been performed in natural state or after heating experimentation (1200-1250°C). The chemical and isotopic results (äD) show the melt inclusions reliability to trace the primary and hydrated nature of magmas in subduction zone.
L'objectif de cette thèse est d'étudier la signification de l'eau dissoute dans les magmas tracée par les inclusions vitreuses dans les olivines. Pour se faire nous avions besoin d'avoir accès à une méthode à forte résolution spatiale permettant d'obtenir facilement, rapidement et précisément une large base de données sur inclusions. Ainsi, le déroulement de cette thèse a d'abord été orienté vers un développement de la spectroscopie Raman. Nous avons ainsi proposé une méthode permettant de comprendre et contrôler les différents effets de matrice affectant les procédures analytiques (GCA, 2009; Chemical Geology, 2009). Cette méthode a ensuite été testée sur échantillons naturels (inclusions vitreuses) sur une large gamme de compositions mafiques (trachyandésite à basanite) et validée par une comparaison avec la spectroscopie infrarouge (GCA, soumis). Les nouveaux coefficients d'absorptivité infrarouge déterminés pour les compositions mafiques couplés aux données de la littérature nous ont permis d'identifier l'évolution de ces coefficients en fonction de la chimie des verres. La dernière partie de ce travail concerne l'étude du comportement de l'eau dans les liquides primaires piégés sous forme d'inclusions (exemple de La Sommata, Vulcano). Après une campagne d'échantillonnage, nous avons réalisé une étude fine de la composition (éléments majeurs et volatils dissous CO2, S, Cl) des inclusions et de leurs olivines hôtes à l'état naturel et soumises à des expériences hautes températures (1200-1250°C). Les résultats chimiques et isotopiques (D/H) démontrent la fidélité des inclusions pour tracer le caractère primaire et hydraté des magmas en contexte de subduction.