– SlabFlux

Ce projet a pour objectif la détermination expérimentale des coefficients de partage d'une série d'éléments traces en mettant l'accent en particulier sur les processus liés au coin mantellique et aux zones de subduction. Nous sommes particulièrement intéressés par le fractionnement des éléments lithophiles et des halogènes entre les phases du manteau et les liquides silicatés ou les fluides aqueux. Le but est simple: déterminer un nouvel ensemble de coefficient de partage pouvant discriminer le caractère physico-chimique de l'agent responsable du transport des éléments du slab vers les régions de genèse des magmas. Depuis Mars 2008, nous avons commencé les experiences proposées ici en tâche 1, grâce à un financement d?un an apporté par l?INSU-CNRS dans le cadre du programme SEDIT (Principal Investigateur: Koga). Dans les sections suivantes, nous présenterons nos récents résultats comme une démonstration de la faisabilité de cette étude. Ces nouvelles données font l'objet de 2 communications lors de la conférence AGU Fall meeting, 2008. Ce projet a déjà été soumis l?an dernier (ANR blanc Koga 2008). Nous avons répondu aux deux commentaires qui nous avaient été faits: (1) l?un concernait le comportement des halogènes avant éruption, et nous présentons NOS DONNEES RECENTES sur des échantillons naturels et (2) un autre concernait un nombre de ?personnes.mois? impliquées trop juste. Nous avons remedié à cette remarque en ajoutant UN POST-DOC et UN THESARD à notre demande. Le consensus actuel sur les zones de subduction est que les magmas d?arcs sont générés par fusion partielle du manteau sous-jacent, après son interaction avec une quantité inconnue d?un flux chimique venant du slab subduit. La détermination de la quantité et de la nature de ce flux est la question clé de la recherche sur les zones de subduction. Il est clair que les corrélations géochimiques entre certains rapports isotopiques et des éléments traces ont prouvé avec succès quelles etaient les sources potentielles de ce flux. Comme nous allons l?expliquer par la suite, les isotopes identifient effectivement la source, mais le caractère de l?agent qui transporte cette signature isotopique est loin d?être connu (est ce un fluide, un liquide silicaté?). Connaissant la compléxité et la variété des systèmes d?arcs, nous trouvons que les études actuelles reposent trop sur le fractionnement des éléments traces lithophiles , ce qui limite nos possibilités de décoder les signaux géochimiques complexes des arcs. Grâce aux récentes avancées dans les techniques de micro analyses et dans l'études des inclusions magmatiques, il y a de plus en plus de mesures de concentrations en éléments relativement volatils et légers (H, B, C, S, Cl, F) dans les inclusions magmatiques primitives des magmas de zones de subduction. Nous pensons que ces éléments volatils sont les meilleurs candidats pour discriminer les éléments traces du flux au niveau des zones de subduction. Mais peu de chose est documenté quant à leur comportement pendant la genèse du magma. A notre connaissance, nous serons les premiers à présenter des coefficients de partage pour des halogènes, déterminés expérimentallement, entre des phases du manteau et du basalte, cet hiver à la conférence Fall AGU, 2008. Etant conscient de l?intêret croissant pour le comportement des éléments volatils en géochimie et observant les données de plus en plus nombreuses en concentrations en volatils dans les laves primitives d'arc, nous pensons que notre étude est opportune et nécessaire. De plus il y a un effort concerté au Laboratoire Magmas et Volcans pour identifier les abondances en volatils des liquides silicatés primaires (ANR jeune chercheur VOLMELT 2006; Principal Investigateur : Rose-Koga, LMV, Clermont-Ferrand). Les résultats attendus de ce projet serons immédiatement appliqués aux données de l?étude sur les liquides silicatés primaires et contribueront ainsi à augmenter notre compréhension de la géodynamique des zones de subduction. Le coeur de ce projet est tiré par un groupe de scientifiques du Laboratoire Magmas et Volcans de Clermont-Ferrand, alors que quelques analyses de pointes et quelques approches expérimentales originales non disponibles au LMV, seront réalisées par nos partenaires et collaborateurs français et suisse. Comme plus de 75% du groupe se trouve dans un seul laboratoire, le projet se réalisera avec une communication étroite entre les participants et une coordination très fluide. Le projet est organisé afin d?avancer vers des buts communs extrêmenent bien définis et cela va permettre une interaction active entre des participants relativement jeunes. Cette étude du comportement des éléments volatils dans les sources du magmas procurera un jeu de données fondamentales (coefficients de partages, solubilité, paramètres thermodynamiques?) utiles à la compréhension des processus volcaniques et du recyclage dans le manteau de matériel subduit.