Segregation of late magmatic melt in mushes : experimental approach at high pressure
La différenciation planétaire ainsi que l'impact sociétal de l'activité volcanique sont tous liés aux transferts des magmas dans la croûte, ces derniers restant peu contraints. Depuis quelques années un changement de paradigme apparaît : au lieu d'être essentiellement liquides, les co...
保存先:
| 第一著者: | |
|---|---|
| その他の著者: | , , , , , , |
| フォーマット: | Thèse numérique |
| 言語: | Anglais |
| 出版事項: |
2024.
|
| 主題: | |
| オンライン･アクセス: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2024ORLE1054_va.pdf http://www.theses.fr/2024ORLE1054/abes https://theses.hal.science/tel-04952411 |
| 注記: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Caroline Martel (Président du jury) ; Lydéric France, Alain Burgisser, Luca Caricchi (Membre(s) du jury) ; Olivier Bachmann, Marian Holness (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Ségrégation des liquides tardifs dans les mush magmatiques :, approche expérimentale dynamique à haute pression |
| 要約: | La différenciation planétaire ainsi que l'impact sociétal de l'activité volcanique sont tous liés aux transferts des magmas dans la croûte, ces derniers restant peu contraints. Depuis quelques années un changement de paradigme apparaît : au lieu d'être essentiellement liquides, les corps magmatiques pourraient être constitués pour en majorité par des mush : un mélange riche en cristaux (>>50%) constituants une charpente solide faible emprisonnant des poches de liquide plus ou moins connectées (Bachmann & Bergantz, 2004, 2008). Ce modèle a récemment été généralisé à l'ensemble de la croute continentale (Trans-Crustal Magmatic System; Cashman et al., 2017). Les évidences géologiques mettent en avant que l'ubiquiste différenciation par extraction des liquides silicatés depuis les mush semble contrôlée par la physique des chaines de forces dans la charpente cristalline. Cette thèse a pour ambition de contraindre le comportement mécanique (rhéologie, structuration) des magmas riches en cristaux en s'appuyant sur une approche expérimentale en déformation à HP-HT. Les chaines de forces et leur influence sur la rhéologie des mush et sur l'initiation de la localisation de la déformation ont été caractérisées. On se concentre particulièrement sur l'effet de cette localisation de la déformation sur les capacités de ségrégation des liquides et fluides tardifs.La stratégie novatrice de cette thèse est d'utiliser un approche expérimentale couplée à une étude sur des systèmes naturels. Les expériences sont menées en presse Paterson à l'ISTO (3 Kbars). Les produits de départ sont des mush de plagioclase issus de la cristallisation de liquides synthétiques haplotonalitique hydratés (Picard et al., 2013). Les analyses post-mortem sur les charpentes cristallines (topologie de la charpente cristalline, CPO, SPO, CSD, cataclase cristalline) sont réalisées en 2D au MEB, en 3D au EBSD. Les échantillons naturels sont constitués par des laves phonolitiques issues d'un neck et d'un dyke de la province volcanique du Velay oriental (Massif central français). Ces échantillons sont également préparés et analysés en 2D et 3D, en utilisant les mêmes techniques que les échantillons synthétiques. Les résultats des expériences de torsion menées avec la presse Paterson montrent des structures de déformation localisantes qui évoluent en fonction de l'intensité des chaînes de forces ; cette intensité dépendant elle-même fortement de l'anisotropie des cristaux. La ségrégation des liquides résiduels apparait pour des déformations finies importantes et particulièrement dans des mush de cristaux peu anisotropes. Des structures de déformation localisante similaires, et dans lesquelles les liquides tardifs sont ségrégés, ont été également trouvées dans les échantillons naturels phonolitiques. Ces résultats montrent que la fenêtre d'extraction des liquides résiduels dans les mush soumis à une déformation cisaillante s'étend jusqu'à des teneurs en cristaux très élevées (>90%). Planetary differentiation and the societal impact of volcanic activity are all linked to the transfer of magmas into the crust, which remains relatively unconstrained. In recent years, a paradigm shift has emerged: instead of being essentially liquid, magma bodies could be made up mainly of mush: a mixture rich in crystals (>>50%) forming a weak solid framework imprisoning pockets of liquid that are more or less connected (Bachmann & Bergantz, 2004, 2008). This model has recently been generalised to the entire continental crust (Trans-Crustal Magmatic System; Cashman et al., 2017).Geological evidence suggests that ubiquitous differentiation by extraction of silicate liquids from mush appears to be controlled by the physics of chains of forces in the crystal framework. The aim of this thesis is to constrain the mechanical behaviour (rheology, structuring) of crystal-rich magmas using an experimental approach to deformation at HP-HT. The chains of forces and their influence on the rheology of mush and on the initiation of deformation localisation have been characterised. Particular emphasis is placed on the effect of this deformation localisation on the segregation capacities of liquids and late fluids.The innovative strategy of this thesis is to use an experimental approach coupled with a study of natural systems. The experiments are carried out in a Paterson press at ISTO (3 Kbars). The starting products are plagioclase mush resulting from the crystallisation of hydrated haplotonitic synthetic liquids (Picard et al., 2013). Post-mortem analyses of the crystal frameworks (crystal framework topology, CPO, SPO, CSD, crystal breakage) are carried out in 2D using SEM, in 3D using EBSD. The natural samples consisted of phonolitic lavas from a neck and a dyke from the Eastern Velay volcanic province (French Massif Central). These samples were also prepared and analysed in 2D and 3D, using the same techniques as the synthetic samples.The results of the torsion experiments carried out with the Paterson press show localised deformation structures that evolve as a function of the intensity of the chains of forces; this intensity itself being highly dependent on the anisotropy of the crystals. The segregation of residual liquids appears for large finite deformations and particularly in mush composed of crystals with low anisotropy. Similar localised deformation structures, in which late liquids are segregated, were also found in natural phonolite samples. These results show that the extraction window for residual liquids in mush subjected to shear deformation extends to very high crystal contents (>90%). |
|---|---|
| 記述事項: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut des sciences de la terre d'Orléans (2010-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Caroline Martel (Président du jury) ; Lydéric France, Alain Burgisser, Luca Caricchi (Membre(s) du jury) ; Olivier Bachmann, Marian Holness (Rapporteur(s)) |
| フォーマット: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |