Distribution des éléments du groupe du platine et de l'or dans les roches basiques et ultrabasiques : approche de leur comportement géochimique orthomagmatique pendant les phénomènes de fusion partielle et de cristallisation fractionnée
Résumé
An anlytical methode allowing Ir, Ru, Rh, Pt, Pd and Au determination is presented in the first chapter. It consist in an hydrochemical concentration before flameless atomic absorption spectrophotometry detection. It allows subppb (ng/ g) range detection limits for these elements. The second chapter is devoted to subcontinental upper mantle platinum-group elements (PGE) distribution. The Lherz spinel peridotite body (Ariège, France) shows flat (PGE) mantle normalized patterns with a strong Pt depletion (<0.5 ppb). This caracteristicseem to be primitive and argue against fiat mantle normalized patterns for PGE in ail the upper mantle. The study of the Lherz harzburgites (cross-cutting the peridotite) and the pyroxenite sills (anhydrous pyroxenites) and dikes (amphibole pyroxenites and hornblendites) lead us to tackle the PGE behavior during partial melting events and fractionnai cristallisation in an "open system". The Filon Robert (Cape Smith belt, Quebec, Canada) is a komatiitic basait liquid fractionned in a "closed system" . It allows us to etablish the thermodynamic control on PGE differenciation. This study shows the great variety of the phenomeons wich control PGE segregation and argue against 100% sulphide normalisation. Further more, it demonstrate that in such a layered intrusion, it is not the sulphide richest rocks the PGE richest.
Les éléments du groupe du platine (POE) sont représentés, par l'osmium (Os),l'iridium (Ir), le ruthénium (Ru), le rhodium (Rh), le platine (Pt) etle palladium (Pd). L'or (Au) leur est fréquemment associé à cause de ses propriétés physico-chimiques voisines. Une méthode de dosage permettant la détermination de ces éléments (à l'exception de Os) à des teneurs d'ultratraces (inférieures ou égales au mg/t) a été développée dans notre laboratoire. Elle consiste en une coprécipitation et concentration de ces éléments par voie humide à haute température. Elle est associée à une détermination en spectrophotométrie d'absorption atomique électrothermique. Le matériel utilisé, la méthode analytique, son domaine d'application et ses limites font l'objet du premier chapitre. L'étude de la distribution des PGE dans le manteau supérieur est actuellement peu documentée. Avant d'aborder les mécanismes de fusion partielle ou de cristallisation fractionnée, il est nécessaire de tenter de définir une typologie géochimique la plus complète possible pour les teneurs en PGE des Iherzolites à spinelle du manteau supérieur sous continental. Le second chapitre est donc consacré à l'étude de l'écaille tectonique de lherzolites à spinelles de l'étang de Lherz (Ariège, France). La distribution des PGE dans ce complexe ultrabasique est caractérisée par une très faible pente des spectres de teneurs normalisées au manteau. Ils sont cependant fortement déprimés en Pt (< 0,5 ppb). Ce caractère a également été observé au cours d'autres analyses effectuées sur des Iherzolites à spinelle (Massif du Lubéron, Massif Central ... ) qui militent en faveur d'une généralisation de ce caractère. Les harzburgites associées aux lherzolites à spinelle de l'étang de Lherz ont permis d'aborder les phénomènes de fusion partielle et de contrôler la plus ou moins grande mobilisation des PGE par ces mécanismes. Les filons de pyroxénolites anhydre ou à amphibole ont permis par contre une approche du fractionnement magmatique dans un système ouvert: ils constituent en effet des conduits nourriciers indépendants recoupant la Iherzolite encaissante. Le comportement des PGE pendant le fractionnement d'un liquide silicaté est un phénomène complexe contrôlé par les coefflcients de partage, les paramètres thermodynamiques, la capacité en soufre du magma ... Le Filon Robert (Bande de Cape Smith, Québec, Canada) représente un liquide de type basalte komatiitique fractionné dans un système fermé. Son étude détaillée, à partir de l'évolution des teneurs calculées du liquide résiduel en équilibre avec les ségrégats fractionnés, nous a permis de caractériser plusieurs tendances au cours du fractionnement des PGE. Il est ainsi possible de mettre en évidence une précipitation des PGE contrôlée par les paramètres thermodynamiques, en étroite relation avec les caractéristiques des phases cristallisées. Cette analyse montre la complexité des mécanismes de fractionnement des PGE et souligne la non-représentativité d'une étude ne faisant intervenir qu'un seul processus de fractionnement dans ce contexte (normalisation à 100% de sulfures, diagrammes binaires de corrélation ... ). Elle montre également que dans les amas minéralisés ce ne seront pas forcement les niveaux les plus riches en sulfures qui possèderont les plus fortes teneurs en PGE.