Archives de la Catégorie : (U-Th)/He

Juil 23

Vidéo : La dynamique du manteau terrestre lors de l’ouverture du Gondwana

Cécile Gautheron présente des recherches menées au laboratoire Géosciences Paris-Sud (GEOPS – CNRS/Université Paris-Sud) dans le domaine de la compréhension de la dynamique mantellique.

 

 

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Août 19

Goldschmidt 2013

Deux études en cours dans l’équipe Relief et Bassin seront présentées lors de la Goldschmidt 2013 à  Florence en Italie:
Gautheron C., Pinna-Jamme R., Ketcham R., Barbarand J., Tassan-Got L., Carter A., Pagel M., 2013. Chemical influence on recoil damage annealing and impact on (U-Th)/He age in apatite. Mineralogical Magazine, 77(5) 1147
Goldschmidt, Florence 25-30 aout, Oral

Gerin C., Oliviero, E., Bachelet C., Tassan-Got L., Gautheron C., 2013. He diffusion on apatite viewed by microbeam ERDA and RBS experiments. Mineralogical Magazine, 77(5) 1157 Goldschmidt, Florence 25-30 aout, Poster

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Juil 09

Journal du cnrs: Quand le cœur des continents se soulève…

Les travaux de l’équipe Relief et Bassin de l’UMR IDES sont à l’honneur cet été dans le Journal du cnrs n°273. Vous pourrez trouver sur ce lien http://www.cnrs.fr/fr/pdf/jdc/273/index.html#/12/ l’article publié dans le Journal du cnrs, et ci-dessous un résumé des résultats obtenus sur l’histoire géologique du Massif du Hoggar.

Quand le cœur des continents se soulève…

La théorie de la tectonique des plaques, conceptualisée dans les années 1970, est aujourd’hui admise par la communauté des géologues : les plaques, continentales, océaniques, ou mixtes, constituent des « radeaux » à la surface du manteau. Ces « radeaux » se déplacent sur des distances de plusieurs milliers de kilomètres à l’échelle des temps géologiques, soit sur plusieurs dizaines à centaines de millions d’années. Jusqu’à récemment, ces plaques étaient considérées comme « rigides », puisque seules leurs bordures semblaient susceptibles de se déformer : ainsi se forment les Alpes, à la limite entre Afrique et Europe.
De récents travaux* menés au sein de l’UMR Interaction et Dynamique des Environnements de Surface de l’Université Paris-Sud, en collaboration avec l’Université d’Alger et l’Université Libre de Bruxelles, viennent de montrer que pourtant, le cœur de l’Afrique a connu des épisodes de soulèvement et d’enfoncement de plusieurs kilomètres au cours des 100 derniers millions d’années.  Des échantillons du grand Sud Algérien ont été analysés par thermochronologie (U-Th)/He sur apatite, une technique d’analyse récente permettant de déterminer à quelle température, et donc à quelle profondeur se situaient les roches à un temps donné.  La surface couverte par l’étude représente la superficie de la France : il s’agit du massif du Hoggar, vaste bombement de roches anciennes (précambriennes) au cœur du Sahara. Les résultats obtenus montrent que cette immense région désertique formait il y a 100 millions d’années une gigantesque cuvette dans laquelle s’accumulaient des sédiments. Ces sédiments ont ensuite été érodés lorsque cette cuvette s’est soulevée pendant l’Eocène, entre environ 50 et 30 Millions d’années. Si l’origine de ces mouvements verticaux reste à déterminer, il ne fait aujourd’hui plus aucun doute que le cœur des plaques tectonique peut, lui aussi, se déformer au cours des temps géologiques.

* Rougier et al., Geology, mai 2013.

http://www.cnrs.fr/fr/pdf/jdc/273/index.html#/12/

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Mai 13

Site web ANR HeDiff

ImprimerLe site web du programme ANR HeDiff dirigé par Cécile Gautheron est maintenant en ligne. Vous trouverez toute les informations sur ce programme avec la problématique, les partenaires, les 3 tâches du projet (1) quantifier les mécanismes de diffusion de l’He, (2) quantifier la production des dommages d’irradiation et leurs cicatrisations et (3) calibrer et comparer les nouveaux modèles avec des âges obtenues pour des cas géologiques contraints ainsi qu’un intranet à l’intention des échanges de données entre les partenaires du projet.

 

http://www.hediff.u-psud.fr

 

Ce projet interdisciplinaire entre la géologie et la physique s’insère dans une thématique générale de la quantification de l’histoire thermique de la croûte continentale afin de comprendre des processus comme la construction des chaînes de montagnes et l’évolution des bassins sédimentaires.

Les thermochronomètres constituent des outils très largement utilisés à ces fins, mais les processus physiques déterminant les âges thermochronométriques restent peu compris. Le système (U-Th)/He sur l’apatite (AHe) est très rapidement devenu un thermochronomètre très populaire ; cependant des données récentes et des modèles démontrent que l’interprétation des données AHe dépendent d’une connaissance précise de la diffusion de l’He, qui aujourd’hui fait défaut. Plusieurs études ont mis en évidence des âges AHe beaucoup plus vieux que prévu (jusqu’à plus de 100 % dans quelques cas) et les interprétations géologiques de ces données deviennent alors questionnables. Des études récentes semblent montrer que les dommages créés par le recul des noyaux émetteur alpha, lors des désintégrations U-Th, augmentent la rétention de l’He dans les cristaux d’apatite. Des modèles de création de dommages et de cicatrisation thermique de ceux-ci ont été proposés, afin reproduire les âges AHe, mais ces modèles restent faiblement contraints et n’expliquent pas totalement le mécanisme de rétention.

Ce projet a l’intention d’améliorer de manière significative notre compréhension des mécanismes de diffusion de l’He dans apatite par des approches pluridisciplinaires.

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Avr 15

Formation thermochronologie

Deux membres de l’équipe Relief et Bassin participerons à la prochaine formation scientifique en Terre Interne FORSTERITE organisée par la délégation CNRS Midi Pyrénées à Bonascre (Ariège) du 1er au 4 octobre 2013. Le thème de cette année sera « Les systèmes chronométriques et leurs perturbations : applications aux Sciences de la Terre ». Cécile Gautheron et Jocelyn Barbarand participerons sur le thème :

-Thermochronologie (U-Th)/He sur apatite et zircon: principes et applications

-Thermochronologie traces de fission

Depuis une quinzaine d’années l’évolution des outils et des méthodes de datation des roches ont permis d’accroître considérablement les précisions et résolutions des âges obtenus. L’objectif de cette formation est double : faire le point sur les méthodes de datation utilisées actuellement en sciences de la Terre et rendre critique chaque utilisateur vis-à-vis des âges obtenus. Les intervenants introduiront les bases des méthodes de datations et leurs applications en Sciences de la Terre et s’attacheront à mettre en lumière les éventuels problèmes analytiques et les processus perturbateurs des chronomètres.

 

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Déc 04

Nouvelle publication

L’étude “Direct dating of thick- and thin-skin thrusts in the Peruvian Subandean zone through apatite (U-Th)/He and fission track thermochronometry” par Cécile Gautheron, Nicolas Espurt, Jocelyn Barbarand, Martin Roddaz, Patrice Baby, Stéphane Brusset, Laurent Tassan-Got et Eric Douville, publiée à Basin research.

 

IDES a étudié le bassin d’avant pays Péruvien, en collaboration avec le laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET), afin de reconstituer l’histoire thermique de ce basin sédimentaire, très riche en hydrocarbures (Bassin de Camisea). L’étude montre que la zone d’étude sub-andine (12°S) est caractérisée par des styles structuraux différents (tectonique thick- et thin-skin) entre la partie nord et sud du bassin. L’âge de la propagation des failles a été déterminé par des études de magnétostratigraphie, et de géochronologie et/ou thermochronologique. Afin de contraindre le plus précisément possible l’âge de la déformation dans la partie nord du basin, des datations (U-Th)/He sur apatite (AHe) et des données traces de fissions ont été réalisées sur des grès prélevés dans l’ensemble du bassin. Pour la première fois, IDES montre, à travers un cas d’étude (le bassin de Camisea), l’intérêt d’associer deux méthodes thermochronologiques basses températures (AHe, AFT) afin de mieux contraindre les températures maximales d’enfouissement et d’améliorer considérablement la modélisation de la génération d’hydrocarbures. Face aux problèmes de réserves limitées en énergie fossile, reconnus par la communauté internationale, cette étude ouvre la perspective d’associer plus souvent ces deux méthodes afin de faire une investigation plus poussée des bassins pétroliers et d’optimiser la qualité économique de certains gisements.

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Sep 26

Programme ANR 2012 : Système terre, environnement, risques

Le programme HeDiff « Thermochronologie (U-Th)/He sur apatite: compréhension de la cinétique de diffusion par approches multidisciplinaires » porté par Cécile Gautheron a été sélectionné et financé par l’ANR.

Problématique :

La quantification de l’histoire thermique de la croûte continentale est une clef permettant la compréhension des processus comme la construction des chaînes de montagnes et l’évolution des bassins sédimentaires. Les thermochronomètres constituent des outils très largement utilisés à ces fins, mais les processus physiques déterminant les âges thermochronométriques restent peu compris. Le système (U-Th)/He sur l’apatite (AHe) est très rapidement devenu un thermochronomètre très populaire ; cependant des données récentes et des modèles démontrent que l’interprétation des données AHe dépendent d’une connaissance précise de la diffusion de l’He, qui aujourd’hui fait défaut. Plusieurs études ont mis en évidence des âges AHe beaucoup plus vieux que prévu (jusqu’à plus de 100 % dans quelques cas) et les interprétations géologiques de ces données deviennent alors questionnables. Des études récentes semblent montrer que les dommages créés par le recul des noyaux émetteur alpha, lors des désintégrations U-Th, augmentent la rétention de l’He dans les cristaux d’apatite. Des modèles de création de dommages et de cicatrisation thermique de ceux-ci ont été proposés, afin reproduire les âges AHe, mais ces modèles restent faiblement contraints et n’expliquent pas totalement le mécanisme de rétention.

Objectif du projet :

Ce projet a l’intention d’améliorer de manière significative notre compréhension des mécanismes de diffusion de l’He dans apatite par des approches pluridisciplinaires. Tous les aspects des modèles actuels seront expérimentalement vérifiés et de nouveaux modèles seront testés afin de travailler sur chacune des étapes de la diffusion. Ce projet s’axe autour de trois tâches 1) quantifier les mécanismes de diffusion de l’He ; 2) quantifier la production des dommages d’irradiation et leurs cicatrisations et 3) calibrer et comparer les nouveaux modèles avec des âges obtenues pour des cas géologiques contraints. Actuellement seules des équipes de recherche américaines travaillent sur la quantification de la diffusion, en utilisant principalement des modèles empiriques basés sur des expériences de diffusion par dégazage de l’He sous vide. Cependant, ces approches ne permettent pas d’évaluer quantitativement les mécanismes de diffusion d’un point de vue physique et de plus la procédure analytique employée modifie le comportement de diffusion en raison des hautes températures impliquées (et de la cicatrisation des dommages). En contraste, ce projet est basé sur des approches innovantes utilisant des calculs ab initio/dynamique moléculaire pour tester les mécanismes possibles, des expériences de physiques nucléaires, des expériences de diffusion contrôlée à basse température et des calibrations géologiques. Seules deux études sur l’apatite, en 1998 et 2010, ont utilisé des méthodes nucléaires (implantation, diffusion élastique) pour déterminer les coefficients de diffusion de l’He. Les partenaires de ce projet ont travaillé sur la diffusion de l’He depuis 2009 et ont proposé des approches complémentaires sur les mécanismes physiques agissants sur la rétention de l’He. Les quatre partenaires sont des spécialistes de chaque sujet et des tests préliminaires ont été réalisés pour les nouvelles techniques proposées, assurant le succès du projet. Ce projet permettra des avancées dans la connaissance des processus physiques contrôlant la diffusion de l’He dans l’apatite et permettra aux partenaires de ce projet d’atteindre un niveau international leader dans ce champ de recherche.

Partenaires :

Université Paris-Sud :

UMR IDES : Cécile Gautheron, Jocelyn Barbarand, Rosella Pinna

IPN: Laurent Tassan-Got, Eric Simoni, Jérôme Roques

CSNSM: Frédéric Garrido, Erwan Oliviero, Cyril Bachelet

Université de Grenoble:

ISTerre: Peter van der Beek, Alexandre Simionovici, Jean Braun

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