Les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr des sédiments de rivière sont souvent considérées comme étant représentatives de celles de leurs roches sources. Elles sont donc largement utilisées pour tracer la provenance des sédiments ou pour moyenner les compositions isotopiques des lithologies drainées. L'influence des processus sédimentaires sur les compositions isotopiques de ces sédiments est cependant mal connue. L'objectif de l'étude présentée ici est de caractériser l'ampleur de la variabilité isotopique pouvant être générée par les processus de tri minéralogique au cours du transport des sédiments dans le milieu fluviatile. Pour ce faire, nous avons analysé les concentrations en éléments traces et les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr dans différents types de sédiments de rivière (bedload, suspended load, bank) échantillonnés à plusieurs endroits dans le système fluviatile du Ganges qui draine une partie de l'orogène Himalayenne. Nous avons également mesuré les compositions chimiques et isotopiques de nombreuses fractions minérales et granulométriques séparées de ces sédiments afin de mieux comprendre l'influence de chaque espèce minérale dans le budget isotopique total d'un sédiment de rivière. Dans le cas où les lithologies drainées sont essentiellement cristallines et sédimentaires, nous montrons que les isotopes du Nd dans les sédiments de rivière sont très peu affectés par les processus de tri minéralogique puisqu'ils sont toujours contrôlés par les mêmes minéraux, à savoir la monazite et l'allanite. Au contraire, les systèmes isotopiques de l'Hf, du Pb et du Sr s'avèrent particulièrement touchés par les processus de tri minéralogique. Les isotopes de l'Hf et du Pb sont tous deux affectés par un effet zircon qui génère de larges variations isotopiques entre les sédiments de fond de rivières et ceux transportés en suspension. Pour le Sr, les variations observées entre les différents types de sédiments résultent des proportions variables de micas et feldspath-K qu'ils contiennent. Dans le cas où les principales lithologies drainées présentent de forts contrastes d'érodabilité i.e. basaltes versus roches cristallines, nous montrons que les effets combinés de l'érosion différentielle dans le bassin de drainage et du tri sédimentaire dans la colonne d'eau sont responsables d'importantes variations isotopiques en Nd, Hf et Pb entre les sédiments de fond de rivière et ceux transportés en suspension. Nos calculs suggèrent que les produits d'érosion basaltique, relativement fins, sont préférentiellement transportés en suspension, proche de la surface de l'eau, alors que les produits d'érosion des roches plus cristallines sont préférentiellement concentrés dans les sédiments de fond de rivière. Enfin, nous suggérons que les variations isotopiques observées entre les différents types de sédiments transportés par les rivières sur les continents pourraient avoir d'importantes implications pour les systématiques isotopiques des sédiments océaniques terrigènes et sur l'évolution à long terme du réservoir mantellique si ces derniers sont recyclés au niveau des zones de subduction.

Les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr des sédiments de rivière sont souvent considérées comme étant représentatives de celles de leurs roches sources. Elles sont donc largement utilisées pour tracer la provenance des sédiments ou pour moyenner les compositions isotopiques des lithologies drainées. L'influence des processus sédimentaires sur les compositions isotopiques de ces sédiments est cependant mal connue. L'objectif de l'étude présentée ici est de caractériser l'ampleur de la variabilité isotopique pouvant être générée par les processus de tri minéralogique au cours du transport des sédiments dans le milieu fluviatile. Pour ce faire, nous avons analysé les concentrations en éléments traces et les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr dans différents types de sédiments de rivière (bedload, suspended load, bank) échantillonnés à plusieurs endroits dans le système fluviatile du Ganges qui draine une partie de l'orogène Himalayenne. Nous avons également mesuré les compositions chimiques et isotopiques de nombreuses fractions minérales et granulométriques séparées de ces sédiments afin de mieux comprendre l'influence de chaque espèce minérale dans le budget isotopique total d'un sédiment de rivière. Dans le cas où les lithologies drainées sont essentiellement cristallines et sédimentaires, nous montrons que les isotopes du Nd dans les sédiments de rivière sont très peu affectés par les processus de tri minéralogique puisqu'ils sont toujours contrôlés par les mêmes minéraux, à savoir la monazite et l'allanite. Au contraire, les systèmes isotopiques de l'Hf, du Pb et du Sr s'avèrent particulièrement touchés par les processus de tri minéralogique. Les isotopes de l'Hf et du Pb sont tous deux affectés par un effet zircon qui génère de larges variations isotopiques entre les sédiments de fond de rivières et ceux transportés en suspension. Pour le Sr, les variations observées entre les différents types de sédiments résultent des proportions variables de micas et feldspath-K qu'ils contiennent. Dans le cas où les principales lithologies drainées présentent de forts contrastes d'érodabilité i.e. basaltes versus roches cristallines, nous montrons que les effets combinés de l'érosion différentielle dans le bassin de drainage et du tri sédimentaire dans la colonne d'eau sont responsables d'importantes variations isotopiques en Nd, Hf et Pb entre les sédiments de fond de rivière et ceux transportés en suspension. Nos calculs suggèrent que les produits d'érosion basaltique, relativement fins, sont préférentiellement transportés en suspension, proche de la surface de l'eau, alors que les produits d'érosion des roches plus cristallines sont préférentiellement concentrés dans les sédiments de fond de rivière. Enfin, nous suggérons que les variations isotopiques observées entre les différents types de sédiments transportés par les rivières sur les continents pourraient avoir d'importantes implications pour les systématiques isotopiques des sédiments océaniques terrigènes et sur l'évolution à long terme du réservoir mantellique si ces derniers sont recyclés au niveau des zones de subduction. / Nd, Hf, Pb and Sr isotopic compositions of river sediments are often considered to be representative of those of their source rocks. Thus, they are widely used to trace sediment provenance or to average the isotopic compositions of the drained lithologies. The influence of sedimentary processes on the isotopic composition of these sediments is however poorly known. The aim of the present study is to characterize the extent of the isotopic variability that can be generated by mineral sorting process during sediment transport in fluvial system. To do this, we analyzed trace element concentrations and Nd, Hf, Pb and Sr isotopic compositions in river bank, bedload and suspended load sampled at several locations in the Ganga fluvial system draining part of the Himalayan orogen. We also measured the chemical and isotopic compositions of numerous mineral and granulometric fractions separated from these sediments to better understand the contribution of each mineral species to the bulk isotopic budget of river sediments. When the drained lithologies are mainly crystalline and sedimentary, we show that Nd isotopes are very little affected by mineral sorting processes because, whatever the sediment type, those isotopes are always controlled by the same minerals i.e. monazite and allanite. In contrast, Hf, Pb and Sr isotopic systems are significantly affected by mineral sorting processes. Both Hf and Pb isotopes are affected by a zircon effect that generates large isotopic variations between bedload and suspended load. For Sr, variations between the different sediment types more likely result from variable proportions of K-feldspar and mica. When the main drained lithologies are characterized by strong differences in erodibility i.e. basalts versus crystalline rocks, we show that the combined effects of differential erosion in the drainage basin and sediment sorting in the water column are responsible for significant Nd, Pb and Hf isotopic variations between bedload and suspended load. Our calculations suggest that basaltic erosion products are preferentially transported in suspension, near the water surface, whereas the erosion products of more crystalline rocks are preferentially concentrated in bottom sediments. Finally, we suggest that the isotopic variations observed between bedload and suspended load on continents may have important implications for the isotopic systematics of oceanic terrigenous sediments and the long-term evolution of the mantle if these latters are recycled in subduction zones.

Des expériences ont été réalisées à partir d'un métagrauwacke et d'une métapélite saturée en silicate d'alumine dans un vaste domaine P-T (P=0,5-0,8 GPa; T=750-1000°C) pour étudier les relations de phases dans les roches subduites et les variations de composition des minéraux. Pour le grauwacke , l'assemblage minéralogique phg + cpx + grt + qtz/ coes est stable à P>2,3 GPa, alors que l'assemblage bt +pl + grt + qtz est stable entre 0,5 et 2,0 GPa. pour T<900°C,contrairement aux roches basiques , la phg demeure stable à UHP. La présence d'un minéral hydraté lors du pic de P et durand l'exhumation a d'importantes conséquences sur la fusion partielle et la rétromorphose.Contrairement aux roches basiques , l'apport de fluide pas indispensable à la rétromorphose et à la fusion des roches acides subduites puis exhumées. L'examen des principales unités métamorphiques de ultra-haute pression confirme le rôle de la fusion partielle lors de l'exhumation dans la plupart d'entre elles.

Le massif ophiolitique de Trinit y comprend une nappe de péridotites mantellaires de 2750Km2 et une séquence crustale mince en affleurements discontinus "2Km). Il est chevauché par les nappes volcano-sédimentaires d'âge ordovicien à dévonien d'Yreka-Callahan qui correspondent à des dépôts d'îles océaniques associés à une marge continentale. La structure du massif de Trinit y suggère qu'il résulte d'une accrétion océanique très lente. Les affleurements de gabbros constituent des chambres magmatiques de petite taille (1 km de diamètre) intrusives dans la péridotite mantellaire. Dans ces chambres, le magma évolue rapidement vers un système clos au cours duquel la densité des magmas contrôle les émissions volcaniques. La présence de Iherzolites plagifères correspond soit à des phénomènes d'imprégnation magmatique soit à des "fenêtres" de péridotites mantellaires fertiles. L'étude des minéraux de ces péridotites et des enclaves présentes aux parois et planchers des chambres magmatiques rend compte des modifications chimiques considérables que subissent les magmas primaires en percolant lentement au sein du manteau supérieur. De tels magmas modifiés chimiquement contribuent à l'origine de la diversité des ordres de cristallisation observés dans les complexes ophiolitiques. L'étude de l'activité hydrothermale fossile révèle un métamorphisme prograde vers la base de la séquence ophiolitique et un métamorphisme rétrograde au cours du temps. Le calcul de flux chimiques élémentaires a permis de quantifier les transferts chimiques au cours de l'altération hydrothermale et de définir les dimensions du système hydrothermal ainsi que l'établissement d'un bilan géochimique entre la paléocroûte océanique et l'hydrosphère. L'étude isotopique du Sr précise une altération hydrothermale intense principalement dans la partie supérieure de la croûte océanique avec un maximum dans les gabbros isotropes au toit de la chambre magmatique et pour rapidement décroître dans les cumulats mafiques et ultramafiques. L'étude isotopique de l'oxygène supportée par des données microthermométriques sur inclusions fluides a révélé la complexité de l'activité hydrothermale qui a affecté l'ophiolite de Trinit y et permet de discriminer trois phases hydrothermales de température décroissante au cours du temps. Le bilan établi sur la paléocroûte montre un enrichissement global en 180 aux dépens du réservoir océanique. Ce processus semble affecter les domaines océaniques engendrés dans les rides à expansion lente et peut s'expliquer par le développement latéral et profond d'un réseau de failles normales jouant un rôle prépondérant dans la circulation de fluides hydrothermaux de moyenne ou basse température dans l'histoire hors axe de la croûte océanique. La composition isotopique de l'océan siluro-ordovicien a été estimée à un a180 = O±1 et peut indiquer l'absence d'évolution séculaire de la composition en oxygène de l'océan mondial depuis le Paléozoïque inférieur.

Ce mémoire aborde l'hydrogéologie de cette plaine de la Tunisie orientale sous les aspects : géomorphologique, climatique et geochimique.

Une synthèse des données sur le socle dans le SE de la France (forages, profils sismiques) conduit à l'élaboration d'une carte isobathe du toit de ce marqueur. Concernant les zones de bassin, on observe que les régions à socle peu profond montrent des vitesses d'onde P plus élevées que dans les régions à socle profond. Ceci est interprété comme une réponse différenciée selon la lithologie (boudinage en grand) dans un mécanisme d'extension précoce. Une synthèse des données sur la croûte permet de mettre en évidence un important épaississement crustal à l'aplomb des massifs cristallins externes. La signification du corps d'Ivrea est discutée en termes de superposition de plusieurs unités de manteau supérieur anormal. L'amincissement de la seule croûte supérieure sous la bordure SE du Massif Central est interprétée comme du à la formation tardive (post-extension) de la croûte inférieure. Dans une troisième partie il est proposé que le mécanisme de base d'édification de la chaîne soit un épaississement crustal discontinu provoqué par un chevauchement (écaillage) à l'échelle de la croûte, le chevauchement des massifs cristallins externes. Ce mécanisme discontinu est également invoqué pour interpréter les déformations de couverture comme résultant d'un poinçonnement de celle-ci par l'avancée du socle chevauchant.

L'ophiolite d'Oman est un fragment de la lithosphère océanique téthysienne obducté sur la marge arabe au crétacé supérieur. Elle occupe un domaine de la chaîne alpine où la convergence entre l'Arabie et l'Eurasie n'a pas encore atteint le stade de la collision continentale. Affleurant de façon, presque continue sur une longueur de 475 Kilomètres parallèlement à l'axe de la paléo- dorsale, c'est le plus grand segment de lithosphère océanique accessible à l'étude directe. La section mantellaire constitue 60% de la surface d'affleurement de l'ophiolite (30.000 Kilomètres carrées). Cette thèse est consacrée à la cartographie des structures internes de cette unité. Les structures crustales permettant d'établir une référentielle paléo-tectonique (paléo-horizontale, azimut et flanc de la paléo-dorsale) furent également relevées. Divers arguments pétrologiques et structuraux permettent d'apparenter l'ophiolite d'Oman aux dorsales rapides actuelles. Les péridotites mantellaires, de composition harzburgitique à dunitique, gardent l'empreinte de deux déformations plastiques successives, la première associée à la formation de la lithosphère (flux asthénosphérique), la seconde au charriage intra-océanique qui préluda à son obduction. La géométrie de l'écoulement asthénosphérique et la composition de la section mantellaire présentent de fortes variations longitudinales. La formation de la lithosphère océanique, au droit des dorsales rapides, implique l'ascension de diapirs asthénosphériques espacés de quelques dizaines à plus de cent Kilomètres les uns des autres. Siège d'une activité magmatique exceptionnelle, ces diapirs semblent également jouer le rôle de centres d'alimentation privilégiés de la chambre magmatique sus-jacente. Un de ces diapirs, figé et échantillonné lors du charriage à la dorsale, a pu être cartographié en détail (région de Maqsad) : le lux asthénosphérique, vertical dans un conduit de 10 à 20 Kilomètres de diamètre, se brise sous le plancher de la chambre magmatique dans une zone de transition épaisse seulement de quelques centaines de mètres et est ensuite canalisé parallèlement à l'axe de la dorsale sur une distance d'au moins 30 Kilomètres depuis le centre du conduit. Cette géométrie implique une modification brutale de la rhéologie mantellaire dans la zone de transition attribuée à une augmentation catastrophique du rapport magma/roche. Un modèle physique de circulation, asthénosphérique a été construit en introduisant une discontinuité de viscosité de plusieurs ordres de grandeur au sommet du diapir. Une telle condition permet, en effet, de canaliser un pourcentage important du flux dans un étroit créneau superficiel. La pression dans le diapir est discontinue sur une épaisseur d'une centaine de mètres sous l'interface pour pouvoir vaincre la surpression due au fluage plastique et continuer son ascension vers la surface. Loin des diapirs, le flux mantellaire peut être régulier à l'échelle de la centaine de kilomètres ; il est alors sub-parallèle au Moho et perpendiculaire à l'axe de la dorsale, évoquant l'accrétion de la lithosphère en régime d'expansion stationnaire. L'angle d'une dizaine de degrés entre le Moho et le plan de fluage reflète probablement la pente moyenne des isothermes au niveau de la zone d'accrétion (flanc de la dorsale). La déformation associée au charriage intra-océanique (CIO) affecte les périodiques sur une épaisseur de quelques centaines de mètres au-dessus du plan de charriage basal, lui-même situé à une profondeur maximale de neuf kilomètres sous le paléo-Moho. Elle peut affecter également des niveaux plus élevés de la section mantellaire et la section crustale sous forme de bandes de cisaillement mylonitiques verticales pouvant atteindre 2 kilomètres d'épaisseur. Ces cisaillements sont contemporains de l'intrusion de magmas hydratés au sein de la section mantellaire, peut-être à mettre en relation avec le volcanisme différencié (" volcanisme 2 ") coiffant l'Ophiolite. Le CIO s'accompagne localement de la fusion de la semelle. Lors de l'initiation du CIO, la lithosphère présentait un fort gradient thermique vertical. D'un point de vue cinématique, la déformation enregistrée par la semelle, les péridotites basales et les bandes de cisaillement sont en concordance parfaite. Le CIO s'accompagne de déplacements considérables de la lithosphère charriante parallèlement à l'axe de la dorsale (de l'ordre de la centaine de kilomètres). L'initiation du CIO à la dorsale elle-même rend le mieux compte de ces observations. Le charriage à la dorsale implique l'inversion rapide (1 à 2 millions d'années) du régime d'expansion en régime compressif. On l'explique par un blocage momentané de la subduction de la Téthys sous l'Eurasie causée par des collisions entre des microcontinents, des arcs insulaires et la marge active eurasienne survenues à cette époque (Albien supérieur). De manière générale, les événements enregistrés par l'Ophiolite d'Oman s'intègrent bien dans l'évolution cinématique et géologique du domaine téthysien.