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S. Petitgirard - 2009
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Interactions minéraux – fluides aqueux en conditions extrêmes : mesures in situ par fluorescence X.


Les zones de subduction sont les sites géodynamiques d’apport de matière dans le manteau qui permet de contrebalancer le dégazage associé au volcanisme. Les échanges qui ont lieu dans ces domaines de convergences constituent une clef pour comprendre les cycles géochimiques globaux. Pendant la subduction, des quantités importantes de fluide sont libérées et transférées depuis la lithosphère océanique vers le manteau. Ces fluides jouent un rôle majeur dans l’évolution de la terre, dans les cycles du carbone et de l’eau ainsi que sur le recyclage des éléments en trace.
La composition des fluides dans les zones de subduction est directement liée aux assemblages minéralogiques présents à ces conditions thermodynamiques de hautes pressions et hautes températures. La mesure de la composition élémentaire des traces in situ à HP-HT est réalisée en cellule à enclumes de diamant (CED) par spectroscopie de rayons X, à haute énergie.
Au cours de cette thèse, nous avons développé un nouveau dispositif expérimental qui permet la quantification multi-élémentaire in situ à HP HT. Grâce à une nouvelle CED et un environnement adapté aux très hautes températures, nous avons atteint des limites de détection de 10-6 molal (ppm) dans les fluides aqueux, jusqu'à 5,6 GPa et 1000°C (Petitgirard et al., 2009, Rev. Sci. Instruments, 80, 033906).
Parallèlement à ces développements, nous avons mesuré la dissolution de la Strontianite (SrCO3) sur une large gamme de pression-temperature et de salinité en couplant des mesures in situ de fluorescence X et micro-Raman. Ces travaux offrent un jeu de données unique sur la dissolution de la Strontianite et permettent de calculer pour la première fois la constante thermodynamique de dissolution du carbonate en fonction de P-T et X(NaCl), au-delà de 0,5 GPa qui est la limite de tous les modèles thermodynamiques.

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