Séminaire de Romain Lafay, Géosciences Montpellier

Une association intime entre serpentinisation et carbonatation durant l'altération des roches mantelliques

Séminaire de Romain Lafay, 2019

Résumé

L’étude des ophiolites et l’échantillonnage « in-situ » de systèmes océaniques permettent d’appréhender la complexité des processus d’altération de la lithosphère océanique et notamment des roches mantelliques. De nombreuses questions demeurent quant aux réactions en jeux, à l’intensité de l’altération du manteau lithosphérique, ou au rôle des réactions métasomatiques sur la fracturation des roches par exemple.
Les fluides étant moteurs dans le développement des réactions minéralogiques opérant dans la lithosphère il convient de comprendre leur distribution et le rôle de leur composition dans les processus d’altération des roches océaniques aussi bien en système divergent qu’en système convergent. Une manière de le faire consiste à caractériser les réactions minéralogiques affectant les roches ultramafiques.
La carbonatation et la serpentinisation sont deux réactions d’altérations majeures souvent considérées de manière indépendantes. La température et la composition des fluides réactionnels sont deux paramètres majeurs expliquant la distribution de ces deux réactions d’altération dans la lithosphère. Cependant, dans des contextes variés, ces deux réactions peuvent s’exprimer conjointement ou dans une même séquence d’altération. Il apparaît que les processus d’interactions fluides/roches ainsi que les réactions qui les caractérisent demeurent encore difficile à définir et ce, même dans des systèmes relativement simples.
Ici nous nous intéresserons à l’altération de la base de l’ophiolite de Samail en Oman. Cette altération est l’expression d’un métasomatisme à grande échelle associé à l’infiltration de fluides riche en carbonates durant l’obduction des roches océaniques. La complexité des roches carbonatés (listvenites et ophicarbonates) et hydratées (serpentinites) dans la partie basale de l’ophiolite de samail a été mis au jour grâce au forage du puitBT1B (Oman Drilling Project) traversant l’ophiolite et sa semelle métamorphique. La description préliminaire des roches à bord du Chikyu et l’étude pétrographiques et géochimiques présentée ici illustrent 1) l’importance de l’héritage mantellique (hétérogénéité/fertilité) sur le développement
des assemblages métamorphiques, 2) la contamination liée à l’infiltration de fluides provenant de la semelle métamorphique, et 3) la continuité entre les réactions de serpentinisation et de carbonatation.
Les observations faites ici interpellent sur la rétroaction positive entre carbonatation et serpentinisation et le développement de fronts de serpentinisation durant la carbonatation des roches ultramafiques. Ceci a de grande conséquence pour estimer l’évolution des propriétés (porosité, perméabilité, réactivité, rhéologie) des roches mantelliques sujettes aux interactions fluide/roche.
L’ophiolite de Samail ne constitue pas une exception, l’association entre réaction d’hydratation et de carbonatation étant reconnue dans d’autres systèmes océaniques et ophiolitiques. Un challenge à venir consiste à établir avec précision les bilans de masses caractérisant ses réactions métamorphiques. Ceci est primordial pour comprendre les transferts de fluides entre les grands réservoirs terrestres.