Doctoral thesis
OA Policy
English

40Ar/39Ar Petrochronology: The Role of Petrography in Accurate and Precise Step-heating and UV-laser Ablation Analysis

Imprimatur date2023
Defense date2023
Abstract

Cette thèse de doctorat porte sur le transport de l'argon et de ses différents isotopes à travers différents cristaux. Il y est examiné la technique 40Ar/39Ar, qui permet de déterminer l'âge absolu d'une roche et la manière dont il est influencé par la migration de l'argon. Le chapitre 1 étudie le transport de l'argon dans les basaltes altérés du Karoo en Afrique du Sud. Cette thèse se concentre un empilement de lave basaltique de deux kilomètres de haut qui a été mis en place au cours du Jurassique inférieur. L'âge de la mise en place provient de la technique d’40Ar/39Ar step-heating sur des plagioclases qui donne des dates allant de ⁓170 à ⁓190 Ma avec un pic à ⁓183 Ma. Cependant, cette gamme d'âges ne reflète pas la durée géologique de la mise en place des laves ; l'altération, les âges hérités et les problèmes inhérents à la technique. Les âges sont en contradictions avec les études de terrain qui montrent que la mise en place des laves a duré moins d'un million d'années. L'objectif du chapitre 1 est de comprendre pourquoi il existe un tel écart entre ce qui est observé sur le terrain et ce qui est mesuré par step-heating 40Ar/39Ar. A cette fin, les analyses ont été refaites en tenant compte des possibles biais de préparation et de mesure. Elles ont montré que les échantillons présentent deux générations de plagioclase, de l’altération et que le traitement contre cette altération favorise le transport de l'argon. Le chapitre 2 se concentre sur la mobilité de l'argon, mais en utilisant une technique différente qui devrait permettre d'éviter les problèmes rencontrés lors de l'analyse step-heating 40Ar/39Ar. Nous utilisons l'ablation laser UV de plagioclases provenant de la même génération et non altérés. Bien que cette technique semble idéale, les résultats démontrent que le plagioclase n'est pas adapté à ce type d'analyse car pauvre en K, ce qui produit une faible abondance de 39Ar pendant l'irradiation. Dans l'analyse par step-heating, ce problème est moins critique car les aliquotes sont de plusieurs dizaine de milligrammes, ce qui donne des intensités d’39Ar suffisante pour l’analyse. Dans le cas de l'analyse in situ, chaque spot n'abrase moins d’un milligramme de matériau, de sorte que même en regroupant le gaz argon de centaines de spots, l’intensité n’est pas assez élevées pour l'analyse. Par conséquent, les dates 40Ar/39Ar in situ sont aussi dispersées que les données de step-heating et moins précises. Le chapitre 3 s'appuie sur les techniques in situ, mais en les appliquant à la muscovite riche en K, qui permettra une détermination précise de l'âge 40Ar/39Ar. Les muscovites proviennent de roches Trias et Crétacé de la Cordillère des Andes. Nous utilisons des échantillons déjà étudiés par Paul et al. (2018) par 40Ar/39Ar step-heating, afin de voir si nous pouvons corroborer l'interprétation des données avec celles de l’in situ. Nous avons choisi trois échantillons qui représentent des phases différentes de l'histoire tectonique et thermique de la zone. Une étude pétrographique détaillée couplée à la géochimie et à la cartographie isotopique de l'oxygène et de l’40Ar/39Ar a été réalisée sur des cristaux de muscovite pour chaque échantillon. Les résultats ont montré qu'une fois de plus, l'interprétation de la step-heating est entravée par le manque de détails pétrographiques. Deux échantillons présentent des preuves d’interactions avec des fluides métamorphiques, ce qui contredit l'interprétation des études de step-heating.

Keywords
  • 40Ar-39Ar
  • Karoo
  • Plagioclase
  • Muscovite
  • Ar diffusion
Funding
  • FondNational Suisse - Urs Schaltegger [200020_182007]
Citation (ISO format)
ANTOINE, Clémentine. 40Ar/39Ar Petrochronology: The Role of Petrography in Accurate and Precise Step-heating and UV-laser Ablation Analysis. Doctoral Thesis, 2023. doi: 10.13097/archive-ouverte/unige:174856
Main files (1)
Thesis
Secondary files (1)
Imprimatur
accessLevelPublic
Identifiers
279views
46downloads

Technical informations

Creation13/02/2024 09:21:42
First validation15/02/2024 12:36:15
Update04/04/2025 10:23:26
Status update04/04/2025 10:23:26
Last indexation13/05/2025 21:30:31
All rights reserved by Archive ouverte UNIGE and the University of GenevaunigeBlack