géochimie isotopique et géochronologie

[invite4fb76eb1]

Bonjour à tous!

J'ai commencé tout récement des cours de géochimie isotopique et je rencontre quelques difficultés avec mon premier TP, qui consiste à calculer des isochrone à partir de 3 échantillons pris sur un massif granodioritique et à déterminer s'ils ont la même source.

J'ai donc fait mes isochrone et calculé l'age de chacun des échantillon à partir de la pente. J'obtiens, pour deux échantillons, le même age et pour le troisième un age plus jeune.
Sur les 2 échantillons ayant le même age, un apparaît clairement plus mafique que l'autre. Ces deux ont aussi pratiquement le même rapport 87sr/86Sr initial (le plus felsqiue = 0.7057 et le plus mafique = 0.7058), j'en ai donc déduit une source commune.
Mais, puisqu'un des deux est plus mafique, celà signifie qu'il a cristallisé en premier. Par conséquent, il devrait avoir un age plus vieux que celui qui est felsique?

Comment comprendre le résultat? Est-ce alors deux sources différentes? Est-ce bien la même source? Dans ce cas, pourquoi ces deux échantillons ont le même age? (la création d'un massif n'est pas instantané tout de même).

Enfin voilà tout! Merci à tout ceux qui me répondront et pourront m'apporter une aide.
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[invite0617f33f]

Salut,

Pourrais-tu nous préciser ton niveau d'études et nous donner les données numériques de l'exercice ?

[invite217f3aaa]

Bien il se peut que tes échantillon aient été formés l'un après l'autre mais que tes marges d'erreurs de datations ne permettent pas de mettre en évidence cela.

Si on admet qu'elles se sont formées de manière synchrone
Alors il est évident qu'elles ne peuvent être cogénétiques : une poche de magma cristallise donnant des roches felsiques pendant que l'autre cristallise en donnant des roches mafiques.
Si c'est cela alors les roches ont dues être trouvée relativement éloignées l'une de l'autre, non ?
Mais les magmas peuvent tout à fait avoir la même origine profonde.

PS : croisement, salut Zunder

[invited706c2ee]

Salut à tous les trois,

Une roche mafique et une roche felsique ayant le même âge... Une granodiorite... J'aurais bien pensé à un mélange de magmas ?
Mais à ce moment là comment expliquer la valeur à peu près équivalente des rapports isotopiques ? De là deux questions pour Samsee :
- Est-tu certain de la valeur de ces rapports ? En effet, si les deux roches ont le même âge et on le même rapport isotopique initial de ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, elles doivent se situer sur la même droite isochrone. Est-ce le cas ?
- Qu'entends-tu par "un échantillon apparaît plus mafique que l'autre" ? Peux-tu en dire un peu plus sur ces deux échantillons ?

Pourquoi pas aussi un ré-équilibrage du rapport isotopique entre les deux échantillons, si il s'agit d'un mélange de magmas... Cela pourrait expliquer soit un âge trop jeune pour l'échantillon mafique, soit le rapport isotopique équivalent si les roches ont bien cristallisé en même temps... Quoique ça me semble un peu tiré par les cheveux et ambitieux vu qu'on a pas toutes les données du problème

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite4fb76eb1]

Bien merci de porter un intérêt à ma question déjà:

Alors voici les données numériques:

sample =87Rb/86Sr =87Sr/86Sr =87/86 initial =Age (Ma)

HD-Biotite =131.8 =0.86108
HD-Plagioclase =0.21 =0.70593
HD-K-feldspar =1.64 =0.70764 =0.7057 =85.66289825
HD-Sphene =0.3 =0.70622
HD-WR =0.89 =0.70667

CP-Biotite =142 =0.86919
CP-Plagioclase =0.05 =0.70652
CP-Apatite =0.13 =0.70651 =0.7065 =78.52824595
CP-K-Feldspar =0.66 =0.70724
CP-Amphibole =0.84 =0.70745
CP-Sphene =0.12 =0.70662
CP-WR =0.57 =0.70717

KC-Biotite =145.5 =0.88108
KC-Plagioclase =0.004 =0.70572
KC-K-Feldspar =0.66 =0.70664 =0.7058 =85.66289825
KC-Amphibole =0.22 =0.70607
KC-Apatite =0.006 =0.70585
KC-WR =0.28 =0.70612

L'échantillon KC est le plous mafique: il a une grande proportion d'amphibole et peu de quartz comparé à l'échantillon HD. Mais vous pouvez remarquer que, grossièrement, la minéralogie reste la même et la granulométrie aussi (roche intrusives). Les données Rb/Sr nous ont été donnée et les rapport initiaux ainsi que l'age, ce sont mes résultats.
sur la carte donné en cours, les lithologie apparaissent proches l'une de l'autre ce qui laisse supposoé que les échantillons ont été pris relativement proches les uns des autres.
Je n'ai pas construit d'isochrone avec seulement les valeurs des deux roches. Je ne peux donc pas dire si elles sont sur les même droite. Mais au vue des valeurs, on voit que la roche CP se démarque bien des deux autres. Celle-ci n'est donc pas sur l'isochrone.

[invited706c2ee]

Salut Samsee :

Petite question : pourquoi as-tu calculé les âges avec les Feldspaths-K pour HD et KC ? et avec l'apatite pour CP ? Les données et les âges peuvent changer selon que tu utilises un minéral ou l'autre, ou bien la roche totale...

De plus, si tu plottes les valeurs des roches totales (WR) dans le diagramme ⁸⁷Rb/⁸⁶Sr vs ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, tu obtiens trois points, donc deux isochrones potentielles ! Tu peux alors considérer que CP et KC sont sur la même isochrone, et que c'est HD qui est sur une autre isochrone... Qui pourrait avoir une pente plus faible, donc correspondre à un âge plus jeune ce qui expliquerait son caractère plus "felsique"... De plus, dans cette hypothèse, le rapport initial de ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr obtenu pour HD serait plus élevé que pour le couple (CP;KC), ce qui serait compatible avec ces données.
Mais bon ce n'est qu'une hypothèse qui me semble difficile à vérifier... Tu nous as bien tout dit concernant l'énoncé ? Je ne sais pas, il ne faut peut-être pas résonner uniquement sur les roches totales, et aussi prendre en compte les isochrones internes... Pour l'instant je suis un peu perplexe sur cet énoncé.

[invite4fb76eb1]

En fait, les age calculé ne sont pas que pour les minéraux en face desquel j'ai mis le résultat (problème de mise en page désolée). J'ai plotté les point et à partir de la pente, j'ai calculé l'age de la roche (la pente tient en compte tous les point placé sur la droite). Ensuite, c'est HD et KC qui ont le même age et CP qui semble être à l'écart.

[invited706c2ee]

Si j'ai bien compris, tu as donc utilisé les isochrones internes pour calculer l'âge de chaque roche, c'est-à-dire que tu as placé les points représentant les minéraux d'une même roche sur une isochrone dont la pente t'a donné l'âge de cette roche... Est-ce bien cela ?
Si oui, méfiance avec les isochrones internes, elles peuvent parfois traduire des ré-équilibrations des rapports isotopiques à l'échelle du minéral et donc donner des âges trop jeunes... Dans ce cas il vaut mieux utiliser les isochrones externes, c'est-à-dire en plaçant sur une même droite plusieurs échantillons bien distincts. Le problème c'est que tu en as seulement trois, et qui ne sont pas du tout alignés qui plus est !!

Franchement, je sèche un peu (et ça m'énerve ).... Ah, je pense à autre chose : quand tu dis que KC est plus mafique que HD, sur quelles données t'appuies-tu ? Parce que tu n'as pas donné les proportions des minéraux. J'ai l'impression que KC et HD se ressemblent pas mal quand même, alors même âge et même rapport initial, ça ne me dérangerait pas des masses... La différence serait peut être alors entre le couple (KC+HD) d'une part, et CP d'autre part...

As-tu plus d'infos sur la nature géologique des trois échantillons ? Leur provenance... Quelques indices sur l'histoire du massif granodioritique peut-être ?
La question exacte est-elle de calculer l'âge ? De trouver si la source est commune ? Ou les deux ?
En fait si tu n'as que ça comme données ça me semble un peu léger !

[invite4fb76eb1]

Alors oui j'ai bien fait des isochrones internes. Après avoir lu le dernier post, j'ai essayé de faire une isochrone "externe" mais ça n'a rien donné (rien de convaincant).
Au niveau auquel je suis (3ème année du bachelor), je ne pense pas que la question soit hyper tordu au point qu'il faille faire une distinction entre isotope interne et externe.
Maintenant, quand je dis que KC est plus mafique que HD, je me base surtout sur l'observation de l'échantillon, à savoir que KC apparaît d'une couleur vraiment grise alors que HD est vraiment "blanc" avec quelques point noir. Mais aussi la présence d'amphibole en grande quantitée (y a bien 20% ce qui selon nous, est beaucoup) alors que dans HD, visiblement, il n'y en a pas.

Niveau histoire géologique de la région, je n'ai aucune source. On nous a donné une carte géologique d'une partie de l'ouest des USA mais le prof nous a dis que c'était juste pour l'exercice et que c'est "similaire (point de vu échantillon) mais pas exactement". Il ne nous en n'a pas dit plus. Finalement, ma conclusion serait qu'il y a un premier magma qui a cristalisé donnant naissance à ces granodiorite. puis plus tard, il y a eu une intrusion magmatique plus acide et plus jeune.

Qu'en pensez-vous?

Maintenant, j'ai une question supplémentaire: est-ce que si on observe une séquence complète (basalte--->granite) à partir d'un magma, admettons inchangé (le rapport isotopique 87Sr/86Sr initial est identique sur toutes les lithologies de la série), est-ce qu'on observera un age vieux pour le basalte et plus jeune pour le granite (avec des ages intermédiaire pour chaque lithologie entre les deux extrêmes) ou l'age sera pareil pour le basalte, la diorite, la granodiorite et le granite?

voilà merci ^^.