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Présentation des résultats et implications géologiques

Dossier - Techniques Analytiques
DossierClassé sous :géologie , géologique , fluide

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Travail de Licence de Sciences de la Terre (qui a valu 18/20 à son auteur !),

  
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Il faut avant tout noter que l'utilisation de la microsonde électronique n'est là que pour déterminer les concentrations d'éléments majeurs dans notre échantillon et que ces résultats ne nous apportent pas beaucoup de renseignements sur l'étude des inclusions : c'est un outil de base complémentaire à la microsonde nucléaire qui nous sert à commencer le travail effectué avec cette dernière. L'application de cette technique aux inclusions nous renseigne sur plusieurs choses.

Tout d'abord, nous pouvons mettre en évidence, par la méthode PIXE de la microsonde nucléaire, les différents éléments en trace dans une roche et plus particulièrement dans ses inclusions. Puis, par une méthode d'imagerie à partir de PIXE, nous pouvons effectuer des cartes de l'échantillon avec une excellente résolution spatiale. Ainsi, une étude récente effectuée au CEA de Saclay présente un phénomène de zonation des minéraux au sein d'une inclusion de verre silicaté. L'avantage de la méthode PIXE est que l'on peut étudier plusieurs éléments en même temps de façon précise. Cette zonation est mise en évidence en faisant des profils de concentration sur l'inclusion. Ensuite, par la méthode PIGE, nous pouvons étudier certains éléments issus de réactions nucléaires bien précises : c'est le cas du sodium que nous avons exposé précédemment. Cette méthode a aussi été appliquée à l'imagerie des échantillons.

Mais un problème qui persiste est celui des standards internes qu'il faut utiliser afin de quantifier les résultats et les concentrations des éléments dans notre échantillon. Un second problème est issu de la préparation de l'échantillon qui reste une opération délicate.

Les images suivantes montrent la distribution en élément majeur (ici le fer) et en éléments trace (ici le brome) dans une inclusion solide dans un clinopyroxène.

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Afin d'étudier les inclusions fluides et vitreuses dans des roches ignées, nous avons utilisé deux techniques analytiques complémentaires : la microsonde électronique et la microsonde nucléaire. Ces techniques sont complémentaires dans le sens où la première sert à déterminer les éléments majeurs présents dans notre échantillon et la seconde nous renseigne sur les éléments en traces contenus dans celui-ci. Après avoir accumulé tous ces renseignements sur la composition de nos inclusions, nous avons pu dresser des cartes de nos inclusions en effectuant des profils de concentration dans toutes les directions de l'espace (largeur, longueur et profondeur). La concentration et la distribution spatiale d'éléments majeurs (Cl, K, Ca, Mn, Fe) et traces (Ti, Cr, Ni, Cu, Zn, As, Br, Rb, Sr, Zr, Ba, Pb, Th, U) ont été déterminé dans des inclusions fluides individuelles provenant de différents gisements de minerais à travers le monde. Les résultats apportent également de nouvelles informations sur le partitionnement des métaux et des halogènes entre les phases vapeur, liquide et solide des inclusions fluides. Ce partitionnement, confronté à un géothermobaromètre, nous renseigne sur les températures et pressions qu'a subit la roche. L'intérêt de ces techniques est qu'elles sont non-destructives et permettent de conserver les échantillons, ce qui est particulièrement utile dans l'étude de météorites ou pierres précieuses.

Des analyses de ce genre restent très spécialisées, mais il faut savoir que la plupart des études qui sont faites par des techniques d'analyses comme les microsondes électronique, nucléaire, ionique, l'ICPMS ou autres microscopes électroniques ont de nombreuses applications. En effet, l'étude de la pollution de l'eau, de la pollution atmosphérique (par l'analyse des lichens qui absorbent les polluants), l'étude de l'oxydation de surfaces, la biologie cellulaire et tant d'autres utilisent ces outils.