A Nappe Lima Duarte, localizada na porção oriental do sistema orogênico Tocantins Meridional, sudoeste do estado de Minas Gerais, é constituída por rochas supracrustais de alto grau (gnaisses e micaxistos com e sillimanita e quartzitos) com lascas de ortognaisses arqueanos tonalíticos - granodioríticos (antigos terrenos TTG) tectônicamente intercaladas. É nesta Nappe de Lima Duarte que ocorrem os dois corpos metaultramáficos tema deste estudo. O corpo ultra máfico de Lima Duarte, bandado - estratificado, sem foliação evidente, encontra-se encaixado em uma zona de cisalhamento entre hornblendabiotita gnaisses e migmatitos, e sillimanita - muscovita - biotita - quartzo xistos/gnaisses. Trata-se de um corpo lenticular alongado em direção NW - SE, com 700 metros de comprimento e aproximadamente 300 metros de largura. Já o corpo ultramáfico de Olaria aflora como um conjunto de blocos anguloso de alguns metros de tamanho, e ocorre como corpo lenticular pequeno encravado em hornblenda - biotita ortognaisses. Em ambos corpos o grau de intemperismo impossibilita estabelecer as relações de contato com as rochas encaixantes. O corpo de Lima Duarte apresenta bandamento composicional como relíquia ígnea, indicando que se trata do fragmento de um corpo bandado - estratificado desmembrado. Seus litotipos, que ocorrem alternados em bandas centimétricas, são constituídos por proporções variáveis de olivina, ortopiroxênio, magnésio-hornblenda, espinélio / magnetita, Mg-clorita e serpentina e, considerando a Mg-hornblenda como substituta do clinopiroxênio ígneo, representam metadunitos, metaharzburgitos, meta-olivina- ortopiroxenitos e metalherzolitos, serpentinizados com intensidade variável. O corpo de Olaria apresenta texturas grano-nematoblásticas poligonizadas a lobadas, e é constituído de ortopiroxênio e hornblenda - espinélio + Mg-clorita + olivina, com serpentinização apenas incipiente em olivina. Os minerais do corpo de Lima Duarte são mais magnesianos (Mg/Mg+Fe2+mais altos, hornblenda e ortopiroxênio sem pleocroísmo), enquanto os de Olaria são mais ricos em ferro (Mg/Mg+Fe2+mais baixo, ortopiroxênio e hornblenda pleocróicos), sugerindo protólitos mais magnesianos para Lima Duarte. As texturas e paragêneses metamórficas (ortopiroxênio - olivina - Mg-hornblenda - Mg-Al-espinélio, + Mg-clorita) sugerem condições de limiar fácies anfibolito-fácies granulito. A evolução metamórfica é modelada com base nas variações composicionais que ocorrem no anfibólio cálcico e na Mg-clorita. A quebra final da Mg-clorita, definida pela reação: Mg-Clorita forsterita + enstatita + espinélio + H20, representa as condições de pico alcançadas, com reconstituição parcial retrometamórfica da clorita. . Estimativas termobarométricas com o programa Thermocalc para a paragênese olivina - ortopiroxênio - espinélio - hornblenda forneceram temperaturas de 810ºC para o corpo de Lima Duarte e 840ºC para o de Olaria, compatíveis com as estimativas citadas na literatura para as rochas encaixantes e com as condições de quebra da Mg-clorita. No corpo de Lima Duarte, a intensa serpentinização ocorreu inicialmente através e substituições por domínios composicionais, resultando em texturas pseudomórficas de olivina (mesh) e ortopiroxênio (bastita), tornando-se mais pervasiva a seguir, com serpentinização da hornblenda e clorita, implicando mobilidade de Ca e Al no sistema. / The ultramafic rocks of this study occur in the Lima Duarte nappe, which is constituted of high-grade metassedimentary rocks such as sillimanite schists and gneisses as well as quartzites, with intercalated tectonic slices of tonalitic-granodioritic gneisses and migmatites from the archean TTG basement. This nappe belongs to the eastern part of the southern Tocantins Orogenic system, in southwestern Minas Gerais State, Brazil. The ultramafic rocks make up two bodies in the Lima Duarte nappe. The Lima Duarte body is stratified, without foliation, included in a shear zone between sillimanite-garnet schists and gneisses and hornblende-biotite gneisses and migmatites as a lenticular body approximately 700 m long and 300 m thick. The Olaria body outcrops as a few meter-size boulders, possibly as a lenticular body intercalated in hornblende-biotite orthogneisses. Neither body exhibits its contacts with the country rocks due to the intense weathering. The Lima Duarte body exhibits layering inherited from stratified igneous rocks, and thus represents a fragment of a dismembered stratified igneous complex. It´s rock types, constituted by varying proportions of olivine, orthopyroxene, magnesian hornblende, green spinel, magnetite, Mg-chlorite and serpentine, occur alternated in centimetric bands and, if hornblende is taken as correspondent to clinopyroxene, can be identified as metadunites, meta-olivine orthopyroxenites, metaharzburgites and metalherzolites, all serpentinized in various degrees. The Olaria body exhibits grano-nematoblastic, polygonized to lobate textures, and is constituted by orthopyroxene - hornblende - green spinel + olivine + Mg-chlorite, with incipient serpentinization in olivine grains. The Lima Duarte rocks are more magnesian (higher Mg/Mg+Fe2+ in minerals, non-pleochroic orthopyroxene and hornblende) than the ones from Olaria (lower Mg/Mg+Fe2+ in minerals, pleochroic hornblende and orthopyroxene). The metamorphic textures and parageneses (olivine - orthopyroxene - hornblende - Mg-Al-spinel + Mg-chlorite) suggest metamorphic conditions transitional from amphibolites to granulite facies, with late low-grade serpentinization in the Lima Duarte body. The metamorphic evolution is modeled through continuous compositional changes in calcic amphibole and Mg-chlorite. The final breakdown of chlorite, through the reaction: Mg-chlorite olivine + orthopyroxene + spinel + H2O represents peak conditions, with later partial retrometamorphic reconstitution of chlorite. Thermobarometric estimates for the paragenesis orthopyroxene - hornblende - olivine - spinel with the help of Thermocalc yielded 810oC for Lima Duarte rocks and 840oC for Olaria rocks, in good agreement with previous results for the high-grade country rocks from literature and for the chlorite breakdown conditions. In the Lima Duarte body, the intensive serpentinization started with compositional domain substitutions, mainly in olivine and orthopyroxene, resulting in pseudomorphic textures (mesh and bastite, respectively). In later stages, calcic amphibole as well as chlorite suffered serpentinization, thus indicating Ca and Al mobility in the system.

A Nappe Lima Duarte, localizada na porção oriental do sistema orogênico Tocantins Meridional, sudoeste do estado de Minas Gerais, é constituída por rochas supracrustais de alto grau (gnaisses e micaxistos com e sillimanita e quartzitos) com lascas de ortognaisses arqueanos tonalíticos - granodioríticos (antigos terrenos TTG) tectônicamente intercaladas. É nesta Nappe de Lima Duarte que ocorrem os dois corpos metaultramáficos tema deste estudo. O corpo ultra máfico de Lima Duarte, bandado - estratificado, sem foliação evidente, encontra-se encaixado em uma zona de cisalhamento entre hornblendabiotita gnaisses e migmatitos, e sillimanita - muscovita - biotita - quartzo xistos/gnaisses. Trata-se de um corpo lenticular alongado em direção NW - SE, com 700 metros de comprimento e aproximadamente 300 metros de largura. Já o corpo ultramáfico de Olaria aflora como um conjunto de blocos anguloso de alguns metros de tamanho, e ocorre como corpo lenticular pequeno encravado em hornblenda - biotita ortognaisses. Em ambos corpos o grau de intemperismo impossibilita estabelecer as relações de contato com as rochas encaixantes. O corpo de Lima Duarte apresenta bandamento composicional como relíquia ígnea, indicando que se trata do fragmento de um corpo bandado - estratificado desmembrado. Seus litotipos, que ocorrem alternados em bandas centimétricas, são constituídos por proporções variáveis de olivina, ortopiroxênio, magnésio-hornblenda, espinélio / magnetita, Mg-clorita e serpentina e, considerando a Mg-hornblenda como substituta do clinopiroxênio ígneo, representam metadunitos, metaharzburgitos, meta-olivina- ortopiroxenitos e metalherzolitos, serpentinizados com intensidade variável. O corpo de Olaria apresenta texturas grano-nematoblásticas poligonizadas a lobadas, e é constituído de ortopiroxênio e hornblenda - espinélio + Mg-clorita + olivina, com serpentinização apenas incipiente em olivina. Os minerais do corpo de Lima Duarte são mais magnesianos (Mg/Mg+Fe2+mais altos, hornblenda e ortopiroxênio sem pleocroísmo), enquanto os de Olaria são mais ricos em ferro (Mg/Mg+Fe2+mais baixo, ortopiroxênio e hornblenda pleocróicos), sugerindo protólitos mais magnesianos para Lima Duarte. As texturas e paragêneses metamórficas (ortopiroxênio - olivina - Mg-hornblenda - Mg-Al-espinélio, + Mg-clorita) sugerem condições de limiar fácies anfibolito-fácies granulito. A evolução metamórfica é modelada com base nas variações composicionais que ocorrem no anfibólio cálcico e na Mg-clorita. A quebra final da Mg-clorita, definida pela reação: Mg-Clorita forsterita + enstatita + espinélio + H20, representa as condições de pico alcançadas, com reconstituição parcial retrometamórfica da clorita. . Estimativas termobarométricas com o programa Thermocalc para a paragênese olivina - ortopiroxênio - espinélio - hornblenda forneceram temperaturas de 810ºC para o corpo de Lima Duarte e 840ºC para o de Olaria, compatíveis com as estimativas citadas na literatura para as rochas encaixantes e com as condições de quebra da Mg-clorita. No corpo de Lima Duarte, a intensa serpentinização ocorreu inicialmente através e substituições por domínios composicionais, resultando em texturas pseudomórficas de olivina (mesh) e ortopiroxênio (bastita), tornando-se mais pervasiva a seguir, com serpentinização da hornblenda e clorita, implicando mobilidade de Ca e Al no sistema. / The ultramafic rocks of this study occur in the Lima Duarte nappe, which is constituted of high-grade metassedimentary rocks such as sillimanite schists and gneisses as well as quartzites, with intercalated tectonic slices of tonalitic-granodioritic gneisses and migmatites from the archean TTG basement. This nappe belongs to the eastern part of the southern Tocantins Orogenic system, in southwestern Minas Gerais State, Brazil. The ultramafic rocks make up two bodies in the Lima Duarte nappe. The Lima Duarte body is stratified, without foliation, included in a shear zone between sillimanite-garnet schists and gneisses and hornblende-biotite gneisses and migmatites as a lenticular body approximately 700 m long and 300 m thick. The Olaria body outcrops as a few meter-size boulders, possibly as a lenticular body intercalated in hornblende-biotite orthogneisses. Neither body exhibits its contacts with the country rocks due to the intense weathering. The Lima Duarte body exhibits layering inherited from stratified igneous rocks, and thus represents a fragment of a dismembered stratified igneous complex. It´s rock types, constituted by varying proportions of olivine, orthopyroxene, magnesian hornblende, green spinel, magnetite, Mg-chlorite and serpentine, occur alternated in centimetric bands and, if hornblende is taken as correspondent to clinopyroxene, can be identified as metadunites, meta-olivine orthopyroxenites, metaharzburgites and metalherzolites, all serpentinized in various degrees. The Olaria body exhibits grano-nematoblastic, polygonized to lobate textures, and is constituted by orthopyroxene - hornblende - green spinel + olivine + Mg-chlorite, with incipient serpentinization in olivine grains. The Lima Duarte rocks are more magnesian (higher Mg/Mg+Fe2+ in minerals, non-pleochroic orthopyroxene and hornblende) than the ones from Olaria (lower Mg/Mg+Fe2+ in minerals, pleochroic hornblende and orthopyroxene). The metamorphic textures and parageneses (olivine - orthopyroxene - hornblende - Mg-Al-spinel + Mg-chlorite) suggest metamorphic conditions transitional from amphibolites to granulite facies, with late low-grade serpentinization in the Lima Duarte body. The metamorphic evolution is modeled through continuous compositional changes in calcic amphibole and Mg-chlorite. The final breakdown of chlorite, through the reaction: Mg-chlorite olivine + orthopyroxene + spinel + H2O represents peak conditions, with later partial retrometamorphic reconstitution of chlorite. Thermobarometric estimates for the paragenesis orthopyroxene - hornblende - olivine - spinel with the help of Thermocalc yielded 810oC for Lima Duarte rocks and 840oC for Olaria rocks, in good agreement with previous results for the high-grade country rocks from literature and for the chlorite breakdown conditions. In the Lima Duarte body, the intensive serpentinization started with compositional domain substitutions, mainly in olivine and orthopyroxene, resulting in pseudomorphic textures (mesh and bastite, respectively). In later stages, calcic amphibole as well as chlorite suffered serpentinization, thus indicating Ca and Al mobility in the system.

Orientador: Luiz Sérgio Amarante Simões / Resumo: Na Nappe de Passos, unidade tectônica pertencente à Faixa Brasília Meridional, em seu segmento intermediário (Unidades E e G), ocorrem megaporfiroblastos de granada (diâmetro ≥ 3 cm, alcançando até 8 cm), hospedados em cianita-mica xistos, que contrastam com os de tamanho usual (0,2 a 1,5 cm) comumente encontrados nos xistos granadíferos desta nappe. Este trabalho, como uma primeira iniciativa de estudo dessa peculiar feição metamórfica, investiga a ocorrência desses megaporfiroblastos através de levantamento de campo, análise microtectônica e determinação de perfis químicos. Parte do trabalho foi voltada para buscar ocorrências de megaporfiroblastos na porção NW da Nappe de Passos, a norte da cidade de Cássia (MG). Com o levantamento de campo, que incluiu trinta perfis seccionando as Unidades E, F G, H e I, não foi encontrada nenhuma ocorrência de camadas ricas em megaporfiroblastos neste setor da nappe. Ao longo desse levantamento, foi possível realizar uma melhor caracterização geométrica do fechamento NW da Braquissinformal de Passos e demonstrar o caráter braquiantiformal da Antiforma de Itaú de Minas. Para o estudo dos megaporfiroblastos, selecionou-se uma ocorrência no segmento SE da Nappe de Passos, no topo da Unidade E. Eles se encontram hospedados em camadas decimétricas de biotita-cianita-granada-quartzo-muscovita xistos, que se alternam com camadas de composições semelhantes, porém contendo porfiroblastos de tamanho usual. Os megaporfiroblastos têm forma elipsoida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Passos Nappe is an important tectonic unit of the Southern Brasília Belt. In the intermediate segment of the Passos Nappe, represented by E and G Units, occurs megaporphyroblasts of garnet (diameter 3 to 8 cm). The megaporphyroblasts are hosted in kyanite-mica schists and contrast with the usual size (from 0.2 to 1.5 cm) commonly found in the granadiferous schists of this nappe. This work provides the first study of this peculiar metamorphic feature and aims to investigate the occurrence of these megaporphyroblasts based on field work, microtectonic analysis and determination of chemical profiles. Part of the work focused on identifying the occurrence of megaporphyroblasts to the north of the Cássia city (Minas Gerais State), within the NW sector of the Passos Nappe. Thirty transects were produced along the E, F G, H and I Units, however, no occurrence of megaporphyroblasts rich layers was found in this sector of the nappe. The improvement on the geometric characterization of the northwest closure of the Passos Brachisyncline and the demonstration of the brachianticline aspect of Itaú de Minas Antiform were possible with the transect work. For the study of megaporphyroblasts, it was selected an occurrence located in the SE sector of the Passos Nappe, situated at the top of the E Unit. The study carried out in this sector shows that megaporphyroblasts are hosted in decimetric layers of biotite-kyanite-garnet-quartz-muscovite schists, which alternate with layers of similar ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A Nappe Lima Duarte está situada no sudeste do Orógeno Brasília. É constituída por paragnaisses migmatíticos com granada, sillimanita, biotita e muscovita, e ortoquartzitos grossos, com intercalações esparsas de gnaisses calciossilicáticos e de anfibolitos. O Complexo Mantiqueira, infraestrutura alóctone da nappe, ocorre na forma de lascas tectonicamente imbricadas na mesma. É constituído por ortognaisses migmatíticos e polimetamórficos, tipo TTG, com intercalações de rochas metabásicas granulíticas, na forma de enclaves máficos alongados e boudins, geralmente concordantes com a foliação principal. Também ocorrem rochas charnockíticas aparentemente intrusivas nos ortognaisses Mantiqueira, com rochas metabásicas associadas. A associação mineral observada nos paragnaisses (Grt + Bt + Sil + Pl + Rt +Ilm + Qtz ± Ms ± Kfs ± Ky) é relacionada a um metamorfismo progressivo de fácies anfibolito superior, caracterizado por reações de quebra de muscovita e geração de feldspato potássico. As condições de pico bárico obtidas no THERMOCALC para a associação com cianita são de 10 ± 0.6 kbar, a 807 ± 25ºC. O pico térmico de 827 ± 44ºC a 8.2 ± 1.8 kbar, no limite da curva de quebra da dumortierita, foi obtido no THERMOCALC com a associação mineral envolvendo sillimanita. As rochas metabásicas inseridas nos ortognaisses do Complexo Mantiqueira e rochas charnockíticas associadas apresentam a associação Grt-Cpx-Pl-Qtz±Opx+Hbl, que é diagnóstica do fácies granulito de alta pressão. São caracterizadas pela presença de texturas coroníticas progressivas de Grt-Cpx-Pl-Qtz nos contatos entre Opx, Pl e/ou opacos, aparentemente de origem ígnea, que marca a passagem do campo dos granulitos de pressão intermediária para o campo dos granulitos de alta pressão. As condições de pico registradas nos veios constituídos por Grt-Cpx-Pl nos metagabronoritos é de 831.8ºC, a 10 kbar. O granada granulito registra o pico metamórfico a 890 ± 41ºC, a 9.26 ± 1.93 kbar. Cálculos realizados no TWEEQU forneceram condições de equilíbrio de 801ºC, a 9.6 kbar para a associação de fácies granulito. As condições de pico bárico nas rochas charnockíticas são de 14.36 ± 1.9 kbar, a 680ºC, enquanto que as temperaturas máximas registradas são de 885.17ºC, a 10 kbar. Cálculos realizados no THERMOCALC forneceram temperatura de 771 ± 166ºC, a 11.8 ± 2.4 kbar. As rochas metabásicas relacionadas ao Complexo Mantiqueira apresentam baixas concentrações de elementos LILE, possivelmente devido ao empobrecimento destes elementos durante o metamorfismo através de perdas por reações de desidratação. Os dados geoquímicos apontam fontes do tipo E-MORB para grande parte das rochas metabásicas, embora sempre com enriquecimento em ETR maior, o que é sugestivo de fontes enriquecidas. O Grt-cpx anfibolito simplectítico apresenta assinaturas geoquímicas distintas, com enriquecimento maior em elementos LILE e ETRL, o que sugere uma origem a partir de fontes OIB. Os padrões de ETR e diagramas de variação multi-elementares de elementos traço sugerem que as rochas charnockíticas têm fontes relacionadas à ambientes de arco vulcânico. Os paragnaisses, em fácies anfibolito superior a granulito, registram uma trajetória inicial horária, descompressiva ao campo da sillimanita. É distinta da trajetória inicial anti-horária exibida pelas rochas metabásicas e charnockíticas, que registram nas coronas de Grt-Cpx-Pl o metamorfismo progressivo de fácies granulito de alta pressão. Sugere-se que esse relativo aumento de pressão tenha sido condicionado pela colocação dos metassedimentos da Nappe Lima Duarte sobre as rochas do Complexo Mantiqueira, porém no mesmo campo de temperatura. Assim, o avanço da nappe metassedimentar pode ter sido responsável pelo soterramento das rochas metabásicas e charnockíticas relacionadas com o Complexo Mantiqueira, o que justifica a pressão mais elevada nestes litotipos. A etapa de exumação foi compartilhada por ambas, o que é evidenciado nas semelhanças de condições metamórficas durante a trajetória de resfriamento quase isobárico, porém com os litotipos do Complexo Mantiqueira em nível crustal mais profundo. / The Lima Duarte Nappe is located in southeastern Brasília Orogen and is composed by migmatitic paragneisses presenting garnet, sillimanite, biotite and muscovite, and coarse-grained orthoquartzites, with few amphibolite and calc-silicate interlayers. The Mantiqueira Complex occurs as tectonic imbricated lenses in the Lima Duarte Nappe, resembling an allochthon structure. It comprises TTG-type migmatitic and polymetamorphic orthogneisses, presenting granulitic metabasic interlayers, as mafic bands and lenses, as well as boudins, which are often concordant with the main foliation. Charnockitic rocks are apparently intrusive in the Mantiqueira orthogneisses, with associated metabasic rocks. The mineral assemblage observed in paragneisses (Grt + Bt + Sil + Pl + Rt + Ilm + Qtz ± Ms ± Kfs ± Ky) is related to an upper amphibolite facies progressive metamorphism characterized by muscovite breakdown reactions producing potassic feldspar. The peak baric conditions obtained in the THERMOCALC processing software for the assemblage involving kyanite are 10 ± 0.6 kbar and 807 ± 25ºC. The thermal peak of 827 ± 44ºC and 8.2 ± 1.8 kbar obtained in THERMOCALC for the assemblage envolving sillimanite, is placed in the boundary of breakdown curve for dumortierite. The metabasic rocks interlayered in Mantiqueira Complex orthogneisses show the Grt-Cpx-Pl-Qtz±Opx+Hbl assemblage, indicating high pressure granulite facies. They are characterized by the presence of Grt-Cpx-Pl progressive coronitic textures between Opx, Pl and/or opaques boundaries, apparently with an igneous origin, which marks the transitions from intermediate pressure granulites field to high pressure granulite field. The peak conditions recorded in Grt-Cpx-Pl veins in metagabbronorites is 831.8ºC, and 10 kbar. The garnet granulite records the metamorphic peak at 890 ± 41ºC, and 9.26 ± 1.93 kbar. Thermobarometric calculations performed at TWEEQU revealed equilibrium conditions at 801ºC, and 9.6 kbar based on granulite facies mineral assemblage. The peak baric conditions achieved by the charnockitic rocks are 14.36 ± 1.9 kbar, and 680ºC, while maximum temperatures recorded are 885.17ºC, and 10 kbar. Thermobarometric calculations performed at THERMOCALC revealed temperatures of 771 ± 166ºC, and 11.8 ± 2.4 kbar. The metabasic rocks related to Mantiqueira Complex show low concentrations of LILE elements, possibly due to the depletion of these elements during metamorphism in dehydrating reactions. Geochemical data point out to E-MORB type sources for the great majority of metabasic rocks, even though with an REE enrichment, suggesting more enriched sources. The symplectitic Grt-Cpx amphibolite show distinct geochemical signatures, characterized by a greater enrichment in LILE and light-REE elements, suggesting an OIB source for their origin. REE patterns and trace element spidergrams suggest that charnockitic rocks sources are related to a volcanic arc tectonic setting. Paragneisses, in upper amphibolite to granulite facies, recorded an initial clockwise path, decompressing to the sillimanite field. It differs from initial counterclockwise path exhibited by the metabasic and charnockitic rocks, which preserves the progressive high pressure granulite facies metamorphism in Grt-Cpx-Pl coronae. This pressure increase is probally related to the metassediments of the Lima Duarte Nappe, that thrusted over the Mantiqueira Complex rocks, although in the same temperature field. The buried character of metabasic and charnockitic rocks may be caused by the thrust of the metassedimentary nappe, justifying the higher pressure found in these lithotypes. The exhumation phase was shared by both of them, which is confirmed in the metamorphic similarities conditions, as they cooled out together in a near isobaric path, although the Mantiqueira Complex lithotypes were in a deeper crustal level.

Ce travail de thèse traite de l’optimisation des analyses et des prétraitements des images radar pour la détection des nappes d'huile en domaine océanique (communément appelés "oil slicks" en anglais) ainsi que la localisation des sources de suintements d’huiles d'origine naturelle ("oil seeps") sur le plancher océanique. Moyens, méthodes et difficultés des divers traitements y sont exposés. Il se compose des trois axes de recherche distincts expliqués et détaillés ci-dessous :1- Une approche stochastique pour le prétraitement et l'amélioration des images radar en bande C afin de détecter automatiquement les nappes d'huile.2- Une approche stochastique utilisant une grande quantité d'images radar pour évaluer l'influence de la vitesse du vent et les différents modes de l'instrument (SAR) pour l'optimisation de la détection des nappes d'hydrocarbures.3- La localisation précise de la source des émissions d'hydrocarbures marins à l'aide d'un nouveau modèle de dérive verticale, appliqué au Golfe du Mexique (USA).En premier, nous nous sommes intéressés à l'optimisation des prétraitements et l'amélioration des images radar en bande C par des méthodes stochastiques. La méthodologie proposée comprend trois niveaux de traitement: prétraitement, seuillage et nettoyage binaire. Le premier niveau s’attèle à corriger l'hétérogénéité de la luminosité dans les images radar due à la réflexion non lambertienne du signal radar sur la surface de la mer. Le deuxième niveau consiste en une étape de seuillage qui vise à produire des objets noirs aussi proches que possible de l'ensemble de données d'apprentissage manuellement élaborées. Le troisième niveau, quant à lui, vise à nettoyer les images binaires de sortie des résidus de bruit. Plusieurs méthodes de prétraitement et de nettoyage ont été testées et évaluées par un moteur de qualification qui compare les objets détectés automatiquement avec les zones des objets noirs détectées manuellement. Par la suite, nous nous sommes penchés sur l'évaluation de l'influence de la vitesse du vent et des modes de l'instrument sur la détection des nappes d'hydrocarbures sur les images radar en utilisant une approche stochastique. Cette étude a été dictée par le besoin de définir les conditions météorologiques à même de permettre une détection optimale des nappes d’huiles, à partir des images radar. L’objectif a été de déterminer l’intervalle de vitesse du vent qui optimise la détection des nappes d'huiles dans toutes les images radar utilisant du BigData et une approche stochastique. Ce travail a également été une occasion de nous intéresser aux propriétés des modes d'acquisition radar employés dans la détection des nappes d'huile. Ainsi, un ordre de performance de 5 modes est établi (IW, APP, PRI, IMP et WSM) et montre que le mode IW (Sentinel-1), avec la meilleure résolution spatiale (supérieure à 5x20m), est la plus approprié pour détecter une nappe d'huile à forte vitesse du vent. Enfin, nous nous sommes focalisés sur l'estimation de la localisation des sources de pétrole naturel marin à l'aide d'un nouveau modèle de dérive verticale. Les manifestations de suintements d'hydrocarbures sur la surface de la mer sont généralement décalées de leur source sur les fonds marins de plusieurs centaines de mètres ou même de kilomètres. Ce décalage est fonction de la vitesse ascensionnelle et des courants marins le long de la colonne d'eau. Dans cette étude, le diamètre des gouttelettes ne nous est pas connu à priori. Pour combler ce manque d’information, on a appliqué une nouvelle méthode appelée «le chemin des sources». Si ces trois études peuvent être prises chacune indépendamment des autres, elles sont solidement interconnectées et complémentaires. Elles forment une sorte de processus allant de l'optimisation de la détection d’une nappe (les moyens et les outils les plus adéquats pour une meilleure détection) jusqu’à la localisation de sa source sur le plancher océanique / This thesis deals with the preprocessing of radar images and their optimization for the analyzes in order to detect natural marine oil slicks (Sea surface Outbreak/SSO) as well as better determine their source location at the Sea Floor Source (SFS). We explained herein means, methods and difficulties encountered. This thesis consists of the following three distinct research axes represented by three submitted papers :1- A stochastic approach for pre-processing and improvement of C-band radar images to automatically detect oil slicks;2- A stochastic approach using a large quantity of radar images to evaluate the influence of wind speed and the different modes of the instrument (SAR) on the delectability of marine oil slicks ;3- Accurate location of the Sea Floor Source of marine hydrocarbon emissions using a new vertical drift model within the water column, applied to the northern Gulf of Mexico (southern USA).So first, we focused on the optimization of pre-processing and the improvement of C-band radar images by stochastic methods to automatically detect oil slicks. The proposed methodology includes three processing levels : preprocessing, thresholding, and binary cleaning. The first level consists of correcting the heterogeneity of the luminosity in the radar images resulting from the non-Lambertian reflection of the radar signal on the sea surface. The second level consists of a thresholding step which aims to produce dark objects as close as possible to the manually developed training data set. The third level consists of cleaning the output binary images from the noise residuals. Several preprocessing and cleaning methods have been tested and evaluated by a qualification engine that compares the objects automatically detected with the manual detection. Then, we focus in a second chapter in the evaluation of the influence of wind speed and instrument modes on the detection of oil slicks from radar images by using a stochastic approach. This study was dictated by the need to define the meteorological conditions capable for an optimal detection of oil slicks, from the radar images. The objective was to determine the wind speed range which optimizes the detection of oil slicks in all radar images using BigData and a stochastic approach. This work was also an opportunity to investigate the properties of the radar acquisition modes used in the detection of oil slicks. Thus, a 5-mode performance order is established (IW, APP, PRI, IMP and WSM) and shows that the IW (Sentinel-1) mode, with the best spatial resolution (greater than 5x20m) detects oil slicks at high wind speed. Finally, we focused on estimating the location of marine natural oil seeps sources using a new vertical drift model, applied in the Gulf of Mexico. Thus, we have developed a new method for detecting the source of oil seeps from natural sources on the seafloor according to the vertical drift model. Occurrences of oil seeps on the sea surface are generally offset from their sources on the seabed by several hundred meters or even kilometers. This deflection is dependent on the upward velocity of the oil and marine currents along the water column. In this study, the diameter of the droplets is not known to us a priori. To fill this gap, a new method called "the sources path" was applied herein that propose the Sea Floor Source taking into account the droplet size and the vertical drift within the water column before their Sea surface Outbreak (SSO).If these three studies can be taken independently of each other, they are firmly interconnected and complementary. They form a sort of process ranging from the optimization of the detection of an oil slick (the most appropriate means and tools for better detection) to the location of its source on the seafloor

Na porção W-SW do lobo Guaxupé, pertencente à Nappe Socorro-Guaxupé, nos arredores da cidade de São José do Rio Pardo, é registrado um evento metamórfico e anatético de fácies granulito, sob condições de desidratação da hornblenda, com T >=850ºC. As rochas diatexíticas, que compõem as suítes São José do Rio Pardo (SJRP) e Pinhal, resultam desse evento de alta temperatura, ocorrido há ~625 Ma. As assinaturas geoquímicas e isotópicas sugerem uma geração a partir da anatexia da crosta continental inferior. Além disso, o enriquecimento em potássio da suíte SJRP indica uma afinidade vaugnerítica, a qual é caracterizada por altos conteúdos de Mg, elementos do tipo LILE (large ion lithophile elements), HFSE (high field strenght elements) e ETR-leves, além de valores negativos de \'épsilon\'Nd e razões de Sr iniciais baixas, ~0.706. O magmatismo vaugnerítico implica em um manto litosférico metassomatizado como fonte, o qual foi enriquecido por eventos de subducção precedentes. A presença de pseudomorfos de fusão nesses diatexitos indicam uma evolução quase isotérmica sob presença de líquido anatético. O transporte sin-magmático ocorreu para NE-E. A fonte de calor para esse metamorfismo pode estar associada à delaminação da base do arco magmático. O processo de fusão parcial gerou leucossomas charno-enderbíticos na Unidade Metatexítica, com assinaturas geoquímicas e isotópicas que indicam uma fonte crustal. Dessas rochas, foram separados cristais de zircão que mostraram duas populações distintas. A primeira, tipicamente com cristais prismáticos e bipiramidados, indicam idades em torno de 620 Ma, enquanto que a segunda, com cristais isométricos típicos de alto grau metamórfico, indicam idades em torno de 610 Ma. Em relação ao pico metamórfico de ~625 Ma, as idades mais jovens obtidas sugerem um período de 15 my em que predominaram altas temperaturas. O transporte tectônico para NW, em estado sólido de alta temperatura, é posterior à cinemática sin-magmática para NE, e deve estar associado à compressão da placa superior convergente, dentro desse período de alta temperatura. Esse regime tectônico é compatível com modelos recentes da tectônica Andina onde é descrita uma subducção horizontal (Pampean flat subduction). Dentre as rochas da Unidade Granulítica Basal, também submetida à fusão parcial por desidratação da hornblenda, ocorrem gnaisses com afinidade adakítica, sugerida pelas altas razões Sr/Y = 72.73, La/Yb = 23.07, \'(La/Yb) IND.N\' = 15.56, e teores de #mg = 51.77, Sr = 1062 ppm, Cr = 197 ppm e Ni = 103 ppm. Tal afinidade sugere magmas resultantes da fusão de um slab em subducção. A Nappe Socorro-Guaxupé admite uma evolução que se inicia, cerca de 670-640 Ma, com uma subducção inclinada para a geração de rochas cálcio-alcalinas com alguns membros adakíticos. É seguido um momento de colisão, entre 625 e 610 Ma, com a geração de rochas diatexíticas e metatexíticas de alto potássio, onde o arco migrou primeiramente para o ante-arco (estado subsólido) e depois em direção ao interior da placa superior (estado sólido). A estabilização da nappe se deu quando da colocação dos maciços sieníticos pós-tectônicos, Capituva e Pedra Branca. / The W-SW portion of the Guaxupé Domain, nearby the São José do Rio Pardo city, records a granulite facies anatetic event under hornblende dehydration-melting conditions, i.e. T >=850ºC. The diatexitic rocks that are comprised within the São José do Rio Pardo and Pinhal suites resulted from this high-T metamorphic event, ca. 625 Ma. Geochemical and isotopic signatures suggest derivation from the lower continental crust. The K-rich SJRP suite also show geochemical affinity with vaugneritic rocks, suggested by high contents of Mg, LILE, HFSE and light-REE in addition to negative ?Nd and low Sr initial ratio (~0.706). Vaugneritic magmatism implies on a derivation from a metasomatized lithospheric mantle source enriched before partial melting in a previous subduction setting. Once both suites contain melt pseudomorphs, it is then suggested and isothermic evolution under the presence of melt. A syn-magmatic driven transport occurred towards NE-E, and the heat source for high-T conditions could be assigned to mantle delamination under the margmatic arc. Within the Metatexitic Unit, partial melting resulted in charno-enderbitic leucosomes whose geochemical and isotopic signatures indicate crustal sources. From these leucosomes, two different populations of zircon crystals were separated. The first, comprising bypiramidal-prismatic grains, yield ages around 620 Ma, whereas the second typology of zircons is isometric and soccer-ball type, yielding younger ages around 610 Ma. The latter typology is typical of high-T and melt-bearing rocks. Considering the 625 Ma metamorphic peak, the younger ages suggest a 15 my period when high-T conditions prevailed. Top-to-NW transport, under solid-state high-T conditions, can be associated to the compression of the upper convergent plate within this high-T period. Textural features suggest this transport to have occurred after the crystallization of the syn-magmatic rocks. The compression of the upper plate resembles recent models of the Andean orogenic cycle, where the Pampean flat subduction is described. Among the rocks of the Basal Granulitc Unit, which also underwent hornblende-dehydration partial melting, a gneissic rock shows adakitic affinity, suggested by Sr/Y = 72.73, La/Yb = 23.07, \'(La/Yb) IND.N\' = 15.56, #mg = 51.77, Sr = 1062 ppm, Cr = 197 ppm and Ni = 103 ppm. Adakitic magmas are thought to be slab melts. The Socorro-Guaxupé Nappe was built up between 670 and 640 Ma with a steep subduction and generation of calc-alkaline and subordinate adakitic rocks. A collisional setting, generating high-K diatexites and metatexites, took place between 625 and 610 Ma, where the arc firstly migrated (in subsolidus state) towards the forearc and then migrated (in solid state) towards the interior of the upper plate. Post-tectonic Capituva and Pedra Branca syenitic plutons intruded around 610 Ma, recording the arc migration ceasing.

Na porção W-SW do lobo Guaxupé, pertencente à Nappe Socorro-Guaxupé, nos arredores da cidade de São José do Rio Pardo, é registrado um evento metamórfico e anatético de fácies granulito, sob condições de desidratação da hornblenda, com T >=850ºC. As rochas diatexíticas, que compõem as suítes São José do Rio Pardo (SJRP) e Pinhal, resultam desse evento de alta temperatura, ocorrido há ~625 Ma. As assinaturas geoquímicas e isotópicas sugerem uma geração a partir da anatexia da crosta continental inferior. Além disso, o enriquecimento em potássio da suíte SJRP indica uma afinidade vaugnerítica, a qual é caracterizada por altos conteúdos de Mg, elementos do tipo LILE (large ion lithophile elements), HFSE (high field strenght elements) e ETR-leves, além de valores negativos de \'épsilon\'Nd e razões de Sr iniciais baixas, ~0.706. O magmatismo vaugnerítico implica em um manto litosférico metassomatizado como fonte, o qual foi enriquecido por eventos de subducção precedentes. A presença de pseudomorfos de fusão nesses diatexitos indicam uma evolução quase isotérmica sob presença de líquido anatético. O transporte sin-magmático ocorreu para NE-E. A fonte de calor para esse metamorfismo pode estar associada à delaminação da base do arco magmático. O processo de fusão parcial gerou leucossomas charno-enderbíticos na Unidade Metatexítica, com assinaturas geoquímicas e isotópicas que indicam uma fonte crustal. Dessas rochas, foram separados cristais de zircão que mostraram duas populações distintas. A primeira, tipicamente com cristais prismáticos e bipiramidados, indicam idades em torno de 620 Ma, enquanto que a segunda, com cristais isométricos típicos de alto grau metamórfico, indicam idades em torno de 610 Ma. Em relação ao pico metamórfico de ~625 Ma, as idades mais jovens obtidas sugerem um período de 15 my em que predominaram altas temperaturas. O transporte tectônico para NW, em estado sólido de alta temperatura, é posterior à cinemática sin-magmática para NE, e deve estar associado à compressão da placa superior convergente, dentro desse período de alta temperatura. Esse regime tectônico é compatível com modelos recentes da tectônica Andina onde é descrita uma subducção horizontal (Pampean flat subduction). Dentre as rochas da Unidade Granulítica Basal, também submetida à fusão parcial por desidratação da hornblenda, ocorrem gnaisses com afinidade adakítica, sugerida pelas altas razões Sr/Y = 72.73, La/Yb = 23.07, \'(La/Yb) IND.N\' = 15.56, e teores de #mg = 51.77, Sr = 1062 ppm, Cr = 197 ppm e Ni = 103 ppm. Tal afinidade sugere magmas resultantes da fusão de um slab em subducção. A Nappe Socorro-Guaxupé admite uma evolução que se inicia, cerca de 670-640 Ma, com uma subducção inclinada para a geração de rochas cálcio-alcalinas com alguns membros adakíticos. É seguido um momento de colisão, entre 625 e 610 Ma, com a geração de rochas diatexíticas e metatexíticas de alto potássio, onde o arco migrou primeiramente para o ante-arco (estado subsólido) e depois em direção ao interior da placa superior (estado sólido). A estabilização da nappe se deu quando da colocação dos maciços sieníticos pós-tectônicos, Capituva e Pedra Branca. / The W-SW portion of the Guaxupé Domain, nearby the São José do Rio Pardo city, records a granulite facies anatetic event under hornblende dehydration-melting conditions, i.e. T >=850ºC. The diatexitic rocks that are comprised within the São José do Rio Pardo and Pinhal suites resulted from this high-T metamorphic event, ca. 625 Ma. Geochemical and isotopic signatures suggest derivation from the lower continental crust. The K-rich SJRP suite also show geochemical affinity with vaugneritic rocks, suggested by high contents of Mg, LILE, HFSE and light-REE in addition to negative ?Nd and low Sr initial ratio (~0.706). Vaugneritic magmatism implies on a derivation from a metasomatized lithospheric mantle source enriched before partial melting in a previous subduction setting. Once both suites contain melt pseudomorphs, it is then suggested and isothermic evolution under the presence of melt. A syn-magmatic driven transport occurred towards NE-E, and the heat source for high-T conditions could be assigned to mantle delamination under the margmatic arc. Within the Metatexitic Unit, partial melting resulted in charno-enderbitic leucosomes whose geochemical and isotopic signatures indicate crustal sources. From these leucosomes, two different populations of zircon crystals were separated. The first, comprising bypiramidal-prismatic grains, yield ages around 620 Ma, whereas the second typology of zircons is isometric and soccer-ball type, yielding younger ages around 610 Ma. The latter typology is typical of high-T and melt-bearing rocks. Considering the 625 Ma metamorphic peak, the younger ages suggest a 15 my period when high-T conditions prevailed. Top-to-NW transport, under solid-state high-T conditions, can be associated to the compression of the upper convergent plate within this high-T period. Textural features suggest this transport to have occurred after the crystallization of the syn-magmatic rocks. The compression of the upper plate resembles recent models of the Andean orogenic cycle, where the Pampean flat subduction is described. Among the rocks of the Basal Granulitc Unit, which also underwent hornblende-dehydration partial melting, a gneissic rock shows adakitic affinity, suggested by Sr/Y = 72.73, La/Yb = 23.07, \'(La/Yb) IND.N\' = 15.56, #mg = 51.77, Sr = 1062 ppm, Cr = 197 ppm and Ni = 103 ppm. Adakitic magmas are thought to be slab melts. The Socorro-Guaxupé Nappe was built up between 670 and 640 Ma with a steep subduction and generation of calc-alkaline and subordinate adakitic rocks. A collisional setting, generating high-K diatexites and metatexites, took place between 625 and 610 Ma, where the arc firstly migrated (in subsolidus state) towards the forearc and then migrated (in solid state) towards the interior of the upper plate. Post-tectonic Capituva and Pedra Branca syenitic plutons intruded around 610 Ma, recording the arc migration ceasing.

L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement du soufre dans des fluides hydrothermaux soumis à un métamorphisme de bas grade. Elle est séparée en trois études interconnectées couplant étude naturelle et expérimentale : i) une étude du cycle du soufre dans les évaporites carniennes de la "Nappe des Gypses" des Alpes françaises comme cas d’étude naturelle a été réalisée, ii) une étude de la spéciation du soufre dans les inclusions fluides associées à ces évaporites triasiques, et iii) une étude expérimentale du rôle de la spéciation du soufre sur le mécanisme de la Thermo-Réduction des Sulfates (TSR) et l’altération des hydrocarbures associée. La première étude repose sur le couplage d’une approche pétrographique classique et d’une étude détaillée des inclusions fluides, des isotopes stable (δ34S, δ33S, δ36S, Δ33S, Δ36S, δ13C et δ18O) et de la matière organique dans la "Nappe des Gypses". Ces études couplées ont permis d’identifier le processus de TSR comme la réaction contrôlant le comportement du soufre dans cette formation en système fermé. La seconde étude repose sur une nouvelle approche analytique couplant spectroscopie Raman in-situ et platine microthermométrique permettant de réchauffer jusqu’à 300°C les échantillons (naturel et synthétique). Ainsi, à température >100°C la présence de l’ion radicalaire S3- et d’autres espèces polymériques du soufre (Snx) a été mise en évidence dans la “Nappe des Gypses”. Cette étude confirme le rôle indispensable à la TSR de l’ion S3- et des Snx dans les fluides naturels. Cette étude naturelle a été complétée par une étude expérimentale préliminaire qui a permis de mettre en place de nouveaux protocoles expérimentaux en autoclave et en capillaires de silice couplés à des analyses spectroscopiques et isotopiques. Ceci afin de mieux comprendre le rôle de la spéciation du soufre dans les interactions entre une phase aqueuse et un fluide hydrocarboné lors de la TSR. Cette thèse conduit à une meilleure compréhension du rôle de la spéciation du soufre et son lien avec des composés organiques lors de la TSR en condition métamorphique de bas grade. Cela ouvre de nouvelles perspectives de compréhension des formations géologiques basées sur le couplage d’études géologiques classiques et d’études géochimiques plus fines / The aim of this thesis is to study the sulfur behavior in hydrothermal fluids subjected to low grade metamorphism. It is separated into three interconnected studies linking natural and experimental study: i) a study of the sulfur cycle in the Carnian evaporites of the "Nappe des Gypses" from the French Alps as a natural case study is performed, ii) a study of the sulfur speciation in fluid inclusions associated to these Triassic evaporites, and iii) an experimental study of the role of sulfur speciation on the Thermochemical Sulfate Reduction (TSR) mechanisms and the associated hydrocarbons alteration. The first study is based on the coupling of a classical petrographic approach associated to a detailed study of fluid inclusions, stable isotopes (δ34S, δ33S, δ36S, Δ33S, Δ36S, δ13C and δ18O) and organic matter in the “Nappe des Gypses”. The coupling study allows to identify the TSR process as the reaction controlling the behavior of sulfur in this formation in a closed system. The second study is based on a new analytical approach coupling in-situ Raman spectroscopy and microthermometric stage. This technique allows to heat up to 300°C samples (natural and synthetic). Thus, at temperature >100°C, the presence of the radical ion S3- and other polymeric sulfur species (Snx) is demonstrated in the “Nappe des Gypses”. This study confirms the essential role in the TSR process of S3- and Snx species in natural fluids. This study natural was completed by a preliminary experimental study allowed to set up new experimental protocols in autoclave and fused silica capillaries coupled to spectroscopic and isotopic analyses. This to better understood the role of sulfur speciation in the interactions between an aqueous phase and a hydrocarbons fluid during the TSR. This thesis leads to a better understanding of the role of sulfur speciation and its link with organic compounds during TSR under low grade metamorphic conditions. This opens new perspectives to understand geological formations based on coupling of classical geological studies and finer geochemical studies

Une étude préliminaire de la chimie de l'eau de la nappe de l'Isère, établie lors d'une campagne de mesures de la résistivité et du niveau de l'eau pendant l'été 1980 pour EDF, avait permis de se faire une première idée sur les différences existant entre les conditions hydrochimiques et hydrodynamiques qui régissent l'aquifère. La présence d'une seule nappe dans l'aquifère alluvial de la vallée de l'Isère n'implique pas l'uniformité de la qualité de l'eau sur les plans verticaux et horizontaux. Le milieu alluvial semble donc étre homogène et isotrope pour la transmission des pressions, mais pas pour la transmission de matière. Il doit donc exister des conditions de mélange des eaux et des interactions eau/milieu liées à la structure de l'aquifère. Ces premiers résultats ont servi de motivation et de point de départ à notre étude. La nappe de la vallée de l'Isère, site retenu comme secteur de travail, est limitée à l'amont par la confluence Isère-Drac en aval de Grenoble, à l'aval par une remontée du mur de la nappe au seuil de Rovon (35 km à l'aval de Grenoble, en direction de Valence). Elle est alimentée par les apports de versant, par la rivière, et par la pluie; mais cette derniere est négligeable par rapport aux précédentes. Dans l'aquifère de la vallée de l'Isère, nous retrouvons deux secteurs bien définis du point de vue morphologique (largeur de la nappe), hydrodynamique (type et vitesse d'écoulement), hydrochimique (gradients de minéralisation différents): la Cluse de l'Isère et la plaine de Moirans.

La connaissance du flux d'eau que le sol peut transmettre entre une nappe peu profonde et la surface est d'importance pour la gestion de la ressource en eau et la pérennité des périmètres irrigués. En régime permanent, on estime classiquement ce flux en résolvant la loi de Darcy ; on admet donc que le processus de remontée capillaire s'effectue sous la forme d'un écoulement liquide isotherme. La solution de l'équation présente une asymptote : pour un sol et une profondeur de nappe donnés, il existe un flux limite indépendant des conditions à la surface du sol. A partir de mesures sur une colonne de sol et de calculs basés sur un modèle de transferts d'eau et de chaleur dans le sol et l'atmosphère, nous étudions l'effet de la diffusion vapeur et du couplage entre le sol et l'atmosphère sur le flux dans la zone non saturée. Nous montrons que la loi de Darcy est bien adaptée à l'estimation de ce flux d'autant que les variations climatiques diurnes sont sans conséquence sur le flux moyen.