Géochimie : l'apport des terres rares, comment lit on leurs spectre ?

[invite217f3aaa]

Bonjour,

voila je sais que les terres rares plus légères sont plus "incompatible" que les lourdes. Qu'il faut normaliser le spectre de terres rares d'une roche à celui des chondrites pour savoir s'il y a eut enrichissement ou appauvrissement par rapport à la Terre primitive et pour s'affranchir des dents de scies observées sans normalisation.


Quelles sont les informations que l'on peut extraire d'un spectre de terre rare ( pour les roches magmatiques ) ?.

Une fusion partielle forte ne discriminera pas les Ree légers des REE lourds donc on aura une pente faible. Si la pente est forte on aura eut alors une faible fusion partielle. Mais le réservoir ,duquel est issu le magma , ne joue t'il pas un rôle dans sur pente? et la cristallisation fractionnée ne vient elle pas brouiller le signal aussi ?

Enfin, dernière question et je m'arrête, promis, on ne le voit pas sur le graph ci dessus mais j'ai vue des spectres montrant une pente positive pour les REE léger et puis formant un plateau pour les REE lourdes ( c'était pour le MORB je crois )... Autrement dit les compatibles se sont retrouvés dans la roche en plus grande quantité que les moins compatibles qui pourtant devraient être plus présent dans les magmas qui forment les roches... Est ce là un marqueur de l'appauvrissement du réservoir ? Un argument en faveur de fusion partielle répété dans un réservoir qui n'est pas homogénéîsé ?

Désolé mais je n'ai pas trouvé de sites expliquant la manière dont on interprète ces terre rare.
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[invited706c2ee]

Quelqu'un qui s'intéresse à la géochimie !! Merci, Mecton

Une fusion partielle forte ne discriminera pas les Ree légers des REE lourds donc on aura une pente faible. Si la pente est forte on aura eut alors une faible fusion partielle. Mais le réservoir ,duquel est issu le magma , ne joue t'il pas un rôle dans sur pente? et la cristallisation fractionnée ne vient elle pas brouiller le signal aussi ?

Tu as parfaitement raison. Le réservoir joue un rôle important, c'est pour cela qu'il n'est pas facile d'interpréter un spectre de REE en terme de taux de fusion partielle... Sauf peut etre si on est sur que la fusion s'est faite à partir du manteau primitif, et là, tu peux te brosser mais tu peux t'en affranchir en normalisant tes concentrations à la source de ton magma (si tu la connais).

Quant à la cristallisation fractionnée elle joue aussi un rôle, bien sûr. Ca dépend en grande partie du coefficient de partage de tel ou tel élément vis-à-vis d'un minéral donné ; par exemple, l'Eu a une grande affinité pour le plagioclase car il se substitue facilement à Ca. Ce qui est parfois très utile, notamment pour ton deuxième graphique : sans savoir de quelle roche il s'agit, je peux te dire qu'il s'agit d'une roche assez différenciée (plus riches en LREE) et qu'elle a cristallisé à partir d'un magma qui a vu au cours de sa différenciation le fractionnement de plagioclase.
On se sert de cela pour d'autres éléments ; ainsi, les HREE sont très compatibles avec le grenat ; un magma appauvri en HREE (comme les OIB) s'est formé par fusion partielle d'une source riche en grenat, qui est resté au résidu (et de là, connaissant les faciès des péridotites du manteau, tu peux dire que ton OIB provient d'une profondeur supérieure à ~ 80 km...)

Enfin, dernière question et je m'arrête, promis, on ne le voit pas sur le graph ci dessus mais j'ai vue des spectres montrant une pente positive pour les REE léger et puis formant un plateau pour les REE lourdes ( c'était pour le MORB je crois )... Autrement dit les compatibles se sont retrouvés dans la roche en plus grande quantité que les moins compatibles qui pourtant devraient être plus présent dans les magmas qui forment les roches... Est ce là un marqueur de l'appauvrissement du réservoir ? Un argument en faveur de fusion partielle répété dans un réservoir qui n'est pas homogénéîsé ?

Vraiment, félicitations c'est en effet l'interprétation qu'on fait de la "pauvreté" des MORB en LREE ; en effet, le manteau supérieur (au sens large) est la source des MORB et celui-ci serait appauvri en LREE ; plus incompatibles, celles-ci se sont extraites du manteau depuis la formation de la Terre par les mécanismes de formation de la croute continentale. Elle se serait extraite du manteau par des phénomènes assimilables à de la fusion partielle en terme de bilan ; ainsi, les LREE plus incompatibles sont concentrées dans la CC (ce qui nous est confirmé par les spectres de celle-ci) et appauvries dans le manteau supérieur.

[invite217f3aaa]

Et merci de m'éclairer, sympa !

Sauf peut etre si on est sur que la fusion s'est faite à partir du manteau primitif, et là, tu peux te brosser mais tu peux t'en affranchir en normalisant tes concentrations à la source de ton magma (si tu la connais).

Pourtant je n'ai jamais vue de spectre Terres rares normalisés au manteau... ça serait pourtant plus juste que de le faire avec une chondrite, non?

On se sert de cela pour d'autres éléments ; ainsi, les HREE sont très compatibles avec le grenat ; un magma appauvri en HREE (comme les OIB) s'est formé par fusion partielle d'une source riche en grenat, qui est resté au résidu (et de là, connaissant les faciès des péridotites du manteau, tu peux dire que ton OIB provient d'une profondeur supérieure à ~ 80 km...)

Je comprend pas le raisonnement : Si une roche mère riche en grenat ( et HREE ) fond alors le magma est pauvre en HREE ??? J'aurais plutôt, trivialement pensé, qu'il serait relativement enrichi...

Vraiment, félicitations c'est en effet l'interprétation qu'on fait de la "pauvreté" des MORB en LREE

Non non j'ai dû le lire surement et le retranscire sans en être conscient.
Mais pour l'exemple des dorsale : pourquoi ne normalise t'on pas avec une roche du manteau ? Ca donnerait des renseignements sur la fusion partielle, car là les renseignement sont tout autre quand la normalisation est avec une chondrite, isn't it?

Et petite dernière : ça correspond à quoi cette grande anomalie négative du Eu? je crois en avoir vu d'autres anomalies mais qui étaient, elles , sur le Nd ...
Là j'en ai vraiment aucune idée...

[invite3b12fcfa]

Bonjour,
je connais mieux l'utilisation des REE dans les eaux souterraines.. dans ce cas il me semble que l'anomalie en Eu est à rapprocher des conditions de pH du milieu... cet élément aurait tendance à précipiter en milieu acide ou basique (je sais plus)...

une piste pour trouver l'explication de l'anomalie peut-être


Virginie

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited706c2ee]

Pourtant je n'ai jamais vue de spectre Terres rares normalisés au manteau... ça serait pourtant plus juste que de le faire avec une chondrite, non?

En fait, pour simplifier, quand tu normalises aux chondrites, tu normalises au mateau primitif (on considère que la compo en REE des deux est équivalente)

Je comprend pas le raisonnement : Si une roche mère riche en grenat ( et HREE ) fond alors le magma est pauvre en HREE ??? J'aurais plutôt, trivialement pensé, qu'il serait relativement enrichi...

Il est pauvre en REE car le grenat est très réfractaire, et lui, ne fond pas. Ainsi il "retient" tous les HREE qui sont donc très appauvris dans le magma fils.

Mais pour l'exemple des dorsale : pourquoi ne normalise t'on pas avec une roche du manteau ? Ca donnerait des renseignements sur la fusion partielle, car là les renseignement sont tout autre quand la normalisation est avec une chondrite, isn't it?

Oui exact, on normalise les MORB (et les autres roches de la lithosphère en général) aux chondrites pour avoir des informations sur la nature de la source (appauvrissement, enrichissement, minéralogie avec les coeff de partage...) par rapport à la Terre primitive.
Mais si tu veux des infos sur la fusion partielle, tu peux tout à fait normaliser les MORB au manteau sup. Maintenant, j'ai rarement vu ce type de spectre et à mon avis cela vient du fait que ce ne serait pas des masses intéressant étant donné que les MORB sont issus d'un taux de fusion partielle assez important pour "gommer" des différences très importantes entre LREE et REE (le spectre obtenu serait à peu près plat).

Et petite dernière : ça correspond à quoi cette grande anomalie négative du Eu?

Je te l'ai dit : fractionnement de plagioclase durant l'histoire de différenciation du magma. Le plagioclase retient préférentiellement Eu car il se substitue facilement avec Ca (même valence 2+ et rayon ionique similaire).

Je ne peux pas te dire plus sur ce qu'a écrit LADES, car je n'y connais rien en REE appliquées à l'hydrogéol Maintenant, à mon avis dans ton cas, cette anomalie négative d'Eu serait davantage d'origine magmatique, sans vouloir discréditer en aucun cas la réponse de LADES ...

[invite3b12fcfa]

je n'y vois aucun discrédit...

l'applications des terres rares en hydrogéol est un domaine différent de celui dont on parle étant donné que dans l'eau les REE sont sous leur forme ionique...

c'était juste pour apporter ma petite pierre à l'édifice.. et juste accéssoirement montrer que la géochimie a aussi des implications en hydrogéol ..

A+

[Tawahi-Kiwi]

Pourtant je n'ai jamais vue de spectre Terres rares normalisés au manteau... ça serait pourtant plus juste que de le faire avec une chondrite, non?

La chondrite est une sorte de valeur theorique qui permet en effet de s'affranchir de differents effets nucleaires et rendre le diagramme plus facilement interpretables. La normalisation peut se faire sur une chondrite, le CHUR, la BSE, un MORB, le GLOSS, tous differentes valeurs standards permettant de mettre en evidence ce que l'on etudie. Dans le cas de beaucoup de roche, on utilise la chondrite car on est sur que ces valeurs representent un manteau homogene (CHUR) alors que le manteau lui meme semble, au vu des donnees actuelles, de plus en plus heterogene.

Je comprend pas le raisonnement : Si une roche mère riche en grenat ( et HREE ) fond alors le magma est pauvre en HREE ??? J'aurais plutôt, trivialement pensé, qu'il serait relativement enrichi...

Skaro a dit que le grenat reste dans le residu. Il n'est donc pas fondu et conserve ses HREE alors que les LREE partiront dans le liquide.

Et petite dernière : ça correspond à quoi cette grande anomalie négative du Eu? je crois en avoir vu d'autres anomalies mais qui étaient, elles , sur le Nd ...

l'europium est 2+ dans la plupart des conditions magmatiques (principalement regit par la fO₂. Dans ce cas, il est tout a fait compatible dans le plagioclase. Une anomalie negative signifie donc qu'une partie du plagioclase a ete extraite du liquide. Les anomalies (positives ou negatives) en europium peuvent aussi etre causses par des fluides ou l'alteration.

T-K

[EDIT] Mille excuses pour la repetition; je constate que j'ai oublie de lire les deux derniers messages.... [/EDIT]

[Tawahi-Kiwi]

et apres avoir lu les deux derniers messages, je reviens sur cette histoire d'europium. Dans l'eau de mer, vu les conditions de pH et de fO₂, le cerium, generalement sous forme 3+, peut devenir 4+. Une anomalie en cerium dans un spectre de terres rares soulignent generalement une influence de l'eau de mer. Cela peut se retrouve dans les MORB alteres ainsi que dans le volcanisme d'arc ou les sediments subductes transmettent, via les fluides, leur anomalie au travers du manteau.

T-K

[invitec5d736fc]

Si je peut me permettre de vous posez 3 simples questions dont j'ai pas trouver la réponse :

1- C quoi l'AFC ?! est-il un processus magmatique ?!

2- Quelle est l'intérêt des REE ( Terres rare ) dans l'évolution de la roche magmatique.

3- Si on fait fondre un Granite de type I, est ce qu'on aura un Granite de Type S d'ou son origine est crustal ?!

[Tawahi-Kiwi]

1- C quoi l'AFC ?! est-il un processus magmatique ?!

Oui, AFC c'est pour Assimilation-Fractional Crystallisation

2- Quelle est l'intérêt des REE ( Terres rare ) dans l'évolution de la roche magmatique.

Il y a quelques exemples donnes dans le message #2 de Skaro.

3- Si on fait fondre un Granite de type I, est ce qu'on aura un Granite de Type S d'ou son origine est crustal ?!

Si tu ne fais fondre qu'un granite de type I, sans aucune contamination crustale ou mixing, cela reste une granite de type I, legerement plus evolue.

T-K