James Brenan
Établissement d'origine
Laboratoire d'accueil
Institut des sciences de la terre d’Orléans (ISTO) - CNRS, BRGM, OSUC / Université d'Orléans - FR
Hôte scientifique
Kenneth Koga
PROJET
Expériences et observations portant sur l'origine des granites hautement fractionnés et leur richesse en métaux critiques
Les gisements minéraux de certains métaux critiques essentiels à la société sont associés aux étapes finales de cristallisation des magmas felsiques produits par la fonte de la croûte sédimentaire terrestre. Un attribut unique de ces systèmes magmatiques felsiques est leur niveau extrême de fractionnement chimique. La clé pour déterminer comment ces gisements se forment et où en trouver de nouveaux réside dans la compréhension des processus par lesquels des niveaux aussi élevés d’enrichissement en éléments peuvent être atteints. Pour résoudre ce problème, nous proposons ici de mener des expériences en laboratoire à pression, température et fugacité d'oxygène contrôlées pour simuler le processus de cristallisation, dans lequel les masses fondues felsiques sont séparées de leurs résidus cristallins et leurs compositions mesurées pour les éléments majeurs et traces. Nous utiliserons des méthodes de « capture » de matière fondue précédemment appliquées aux systèmes basaltiques pour évaluer la composition des petites fractions de matière fondue produites aux étapes finales de la cristallisation. Nous incorporerons une éponge de rhénium dans les expériences, qui devrait résister au compactage et fournir une voie de migration vers l'espace poreux disponible pour la collecte de la matière fondue et l'analyse ultérieure par microfaisceaux. Les expériences impliqueront une composition de départ naturelle composée de granodiorite « non fractionnée » provenant du batholite peralumineux de South Mountain (Nouvelle-Écosse, Canada), avec ou sans composants fondants supplémentaires. Les résultats seront utilisés pour tester directement les modèles de cristallisation et de fusion, qui sont soumis à des incertitudes sur des paramètres d'entrée importants, tels que les coefficients de partage minéral-fusion, la variation de la fraction fondue avec la température et l'évolution des éléments volatils de la fusion. De telles informations serviraient à établir les liens géochimiques entre les granites hautement fractionnés, leurs homologues moins évolués et les roches mères potentielles.