Le Pb est omniprésent dans les échantillons terrestres et sa relation avec ses ascendants radioactifs, l’U et le Th, en fait un marqueur de choix des processus géodynamiques.L’équipe lyonnaise de Janne Blichert-Toft et Francis Albarède a démontré, à travers une vaste compilation de données bibliographiques accompagnée de la production de nouvelles mesures, une correspondance entre la répartition des valeurs de composition isotopique du Pb dans la croûte continentale et la localisation de figures tectoniques majeures sur plusieurs continents (Bouchet et al., 2014 ; Blichert-Toft et al., 2016 ; Delile et al., 2014). L’existence de ces "provinces géochimiques" démontre l’intérêt des isotopes du Pb comme outil pour mieux comprendre comment l’histoire tectonique d’une région façonne la géochimie de ses continents. Un premier volet de ces travaux de thèse visait à compléter la base de données existante des compositions isotopiques du Pb dans la croûte continentale européenne, grâce à l’analyse de 104 échantillons de feldspaths potassiques issus de granites principalement originaires de Catalogne, de Corse, de Galice et de Kabylie, jusqu’ici restées en blanc sur les cartes précédemment établies. Les cartes ainsi obtenues, illustrant la répartition à travers l’Europe et le bassin méditerranéen des valeurs des "paramètres géochimiques" définis par Albarède et al. (2012), exprimant à partir des rapports isotopiques du Pb mesurés l’âge modèle de la roche et les fractionnements entre l’U, le Th et le Pb enregistrés en son sein, confirment le potentiel des isotopes du Pb comme traceurs robustes de l’héritage tectonique d’une région.Mais le cœur de cette thèse a été d’appliquer cet outil reliant chimie et histoire géodynamique que sont les isotopes du Pb à un type d’échantillon géologique pour lequel des analyses de haute précision de la compositions isotopique en Pb n’avaient jamais été entreprises jusqu’à maintenant : les pétroles bruts. Pour cela, il a fallu développer une méthode analytique novatrice permettant d’extraire le Pb de quelques millilitres de pétrole brut vers une solution aqueuse adaptée aux protocoles habituels de purification indispensables à des analyses isotopiques du Pb à haute précision par MC-ICP-MS (Fetter et al., 2019). Cette méthode a ensuite été appliquée à un total de 211 échantillons de pétrole brut issus de partout dans le monde. Des échantillons de roches mères d’hydrocarbures (schistes noirs) ont également été analysés afin de compléter les premières interprétations des résultats. Ce jeu de données unique met en évidence que le Pb contenu dans les pétroles bruts résultait du mélange d’au moins trois composantes d’âges modèles distincts : le pôle le plus radiogénique a été identifié comme associé aux roches mères des pétroles, tandis que les deux autres, d’âges modèles paléozoïque et protérozoïque, suggèrent des interactions conséquentes entre le pétrole et les roches encaissantes et sous-jacentes. Un nouveau modèle de migration du pétrole depuis sa roche mère a donc été proposé (Fetter et al., soumis), prenant en compte la forte implication des eaux circulant en profondeur dans les bassins sédimentaires en faisant intervenir un phénomène grandement négligé jusqu’à maintenant : la solubilité mutuelle de l’eau et du pétrole à haute température.La mise en évidence d’une dynamique complexe du Pb dans les pétroles bruts invalide une utilisation de ces derniers comme alternative aux feldspaths potassiques pour obtenir des données isotopiques en Pb fiables sur la croûte continentale européenne située sous les bassins sédimentaires. Cependant, elle ouvre de nouvelles portes quant à l’utilisation jusqu’ici inexplorée des isotopes du Pb comme traceurs de phénomènes de pollution associés à une prospection pétrolière peu responsable. / Lead is ubiquitous in terrestrial samples and its relationship to its radioactive ascendants, U and Th, makes it a prime tracer of geodynamic processes.The team of Janne Blichert-Toft and Francis Albarède, based in Lyon (France), has demonstrated on several continents, through large compilations of literature data supplemented by new measurements, a correspondence between the distribution of Pb isotopic compositions in the continental crust and major tectonic features (Bouchet et al., 2014 ; Blichert-Toft et al., 2016 ; Delile et al., 2014). The existence of these "geochemical provinces" has firmly established the potential of Pb isotopes as a tool for understanding how the tectonic history of a given region shaped its geochemistry. A first aspect of this PhD aimed at complementing the existing database of Pb isotopic compositions of the European continental crust through the analysis of 104 K-feldspar samples separated from granites originating mainly from Catalonia, Corsica, Galicia, and Kabylie, up until this PhD blank areas on the compiled map. The resulting updated maps showing the distribution throughout Europe and the circum-Mediterranean area of the "geochemical parameters" defined by Albarède et al. (2012), which derive a model age and fractionations between U, Th, and Pb from measured Pb isotopic ratios, confirm the potential of Pb isotopes as powerful tracers of the tectonic heritage of a given region.The core of this PhD, however, was to apply this tool connecting chemistry and geodynamic history to a type of geological sample so far never analyzed for high-precision Pb isotopic compositions: crude oil. To achieve this goal, a novel analytical method was developed which allows the extraction of Pb from a few milliliters of crude oil into an aqueous solution suitable for the standard Pb purification protocol essential for high-precision Pb isotope analysis by MC-ICPMS (Fetter et al., 2019). This method was then applied to a total of 211 crude oil samples from around the world. Hydrocarbon source rocks (black shales) also were analyzed. This unique data set reveals that Pb in crude oil results from the mixing of at least three endmembers of distinct model ages: the more radiogenic endmember is identified as the oil source rocks, while the other two components, of Paleozoic and Proterozoic ages, suggest considerable interactions between crude oil and the surrounding and underlying rocks. A new model was hence proposed for oil migration (Fetter et al., submitted), taking into account the key role of deep-seated waters circulating through the sedimentary basin by calling on a long-neglected phenomenon: mutual solubility of water and oil at high temperatures.Bringing to light the complex dynamics of Pb in crude oil invalidates the use of crude oil as an alternative to K-feldspars to obtain the Pb isotopic signature of the continental crust underlying sedimentary basins. However, it opens up new promising avenues for the yet unexplored use of Pb isotopes as tracers of irresponsible oil prospection related pollution.

Ce travail concerne la géologie de de la région de Bonneval sur Arc replacée dans l'ensemble du massif du Grand Paradis. Les éléments structuraux, la pétrographie, le métamorphisme , la tectonique sont abordés.

Centré sur le haut massif de Bellecôte, en Savoie, ce terrain (8 km x l2 km) possède une couverture permienne et triasique à faciès brianconnais, parfois décollée tectoniquement. Elle peut aussi être adhérente, discordante stratigraphiquement sur l'Antépermien, et est alors souvent réduite: le Werfénien (Scythien) et le Permien peuvent manquer totalement.<br />L'Antépermien est d'âge inconnu. La cartographie à 1/10 000 permet d'y reconnaître une série de deux kilomètres environ de puissance. En liaison avec l'étude pétrologique, les analyses chimiques montrent une zonation chimiostratigraphique, du moins pour les nombreuses formations d'origine magmatique ou volcanique, y compris les produits de l'altération hydrothermale précoce.<br />Sur un possible socle polymétamorphique (micaschistes à grenats), la série antépermienne comporte 1 km de métabasites rubanées, anciens basaltes spilitiques, à niveaux subordonnés de quartz-kératophyres sodiques. La spilitisation est précoce, mais postmagmatique. Les dernières alternances acide-basique consistent en laccolites gabbro-dioritiques, et en barres de quartz-kératophyres non sodiques, très siliceux (SiO2 > 90%; silicification hydrothermale prolongée ?). Jusqu'à ce niveau, les "roches vertes" paléozoïques ont un chimisme de tholéiites pauvres en TiO2 (moins de 1,5%). Ceci, avec la spilitisation probablement sous-marine, permet de proposer un contexte de bassin marginal.<br />Puis viennent 1 000 m de schistes noirs (métasédiments fins riches en matière organique et en pyrite). L'albite y est abondante (4% de Na2O contre 1% de K2O) et témoigne d'influences volcaniques dominantes, avec une faible proportion d'apports sialiques. Les nombreux sills vert sombre dans ces schistes noirs ont une composition de tholéiites riches en TiO2 (2% à 2,5%), et sont ainsi analogues aux tholéiites médioocéaniques.<br />Par ses caractères, évoquant un contexte océanique, l'Antépermien de Bellecôte diffère du Houiller, daté et situé à l'Ouest, et du Stéphano- Permien, tous deux continentaux. Ce matériel pourrait de plus avoir été plissé avant le Permien. On peut donc voir dans la Vanoise septentrionale un socle antéhouiller, émergé au Carbonifère supérieur et parfois jusqu'au Trias. Des séries analogues existent dans les massifs voisins (Mont Pourri, Grand Bec), et dans les massifs cristallins externes. L'hypothèse d'un âge siluro-ordovicien est envisageable.<br />Outre un possible plissement antépermien, trois phases tectoniques alpines majeures sont distinguées. La phase 1 aurait créé un vaste pli couché à vergence N ou NE, dont le cœur est jalonné de métamylonites. La phase 2 serait celle dite de rétrocharriage, à vergence E à SSE selon les lieux. La phase 3 est caractérisée par une faible charge lithostatique, et les fortes pressions de fluides le long des accidents ont engendré des roches broyées et minéralisées (entre autres cargneules). Lors de cette dernière phase se produit le chevauchement vers le N de la Vanoise septentrionale sur la zone houillère, mouvement qui peut être relié à un vaste décrochement senestre orienté N-S, à la frontière entre le Briançonnais interne (Vanoise, à l'E) et le Briançonnais externe (zone houillère, à l'W).

Cette étude vise à définir les caractéristiques des mouvements de terrain (ainsi que leurs mécanismes de déclenchement) rencontrés sur un versant où seuls des terrains houillers apparaissent (Houiller briançonnais de la rive droite de l'Arc en Maurienne). L'essentiel de l'étude est consitué par une analyse des conditions géologiques (lithologie, structure, fracturation, hydrogéologie) pouvant influer sur la stabilité des versants, ainsi qu'une description détaillée, à l'aide d'exemples, des différents mécanismes de déclenchement et de progression des mouvement!' gravitaires anciens. Il est montré qu'en raison de la densité de fracturation du massif, ce sont les ruptures de type circulaire qui prédominent. Toutes les données recueillies sur le terrain sont présentées soit à l'aide de cartes monographiques (par glissement), soit à l'aide de cartes analytiques générales: cartes des pentes, carte du réseau hydrographique et des sources, carte litholo: gique et structurale, carte des instabilités. Une carte synthétique essaie de rendre compte du degré de stabi lité des versants étudiés, préparant ainsi le dessin de cartes de type " risques naturels " .

Les unités ophiolitiques du Queyras (zone Alpes occidentales) représentent des petits massifs de roche vertes dispersées dans les Schistes lustrés piémontais à l'Ouest du Mont Viso. Leur étude permet de reconstruire la structure du substratum d'une partie du segment ligure de la Téthys. Bien que de nombreuses observations de terrain conduisent à envisager une coupure majeure entre la mise en place des ultramafites et gabbros associés et l'épanchement des basaltes, l' analyse pétrographique et géochimique permet de conclure à un assemblage cohérent et comparable avec d'autres massifs ophiolitiques de l' Apennin et de la Corse. Les résultats obtenus soulignent le caractère tholéïtique de la lignée magmatique à l'origine des matériaux basiques, intermédiaires et acides des différentes unités. La typologie des zircons conforte cette hypothèse au niveau des roches acides. La répartition des éléments inertes, Y, Ti, Zr, Nb, montre les liens cogénétiques entre les matériaux basiques et les différenciats acides. La nature du fractionnement ainsi que l'estimation du degré de fusion partielle suggèrent une mise en place dans un environnement géotectonique à caractère transitionnel avec océanisation à proximité de marges continentales passives, ainsi qu'un magmatisme analogues à ceux à l'origine des ophiolites de la Méditerranée occidentale (magmatisme de type I). Les éléments de granitoïdes d'une brèche sédimentaire localisée à l' interface ultramafites-laves, se caractérisent par un cachet calcoalcalin et permettent d'envisager la proximité d'une croûte continentale dont le démantèlement a vraisemblablement été contemporain des stades précoces de l'ouverture de l'océan ligure. Les circulations hydrothermales liées à ce contexte océanique sont responsables des processus de spilitisation et des minéralisations localisées à l'interface substratum océanique / sédiments: le gîte Fe/Cu de Viafiorcia (Val Germanasca, Italie) en est un exemple.

Ce travail intéresse la zone des Brèches de Tarentaise, ainsi que la klippe des Schistes lustrés du Mont Jovet, dans la région de Moûtiers (Alpes occidentales françaises du Nord). Il repose sur l'utilisation simultanée de trois méthodes d'étude: l'analyse géométrique des structures,l'analyse quantitative de la déformation et la modélisation expérimentale. 1- analyse géométrique des structures A l'échelle de la carte géologique à 1/25.000, on montre que: - d'une part la"zone des Brèches de Tarentaise", dans la région de Moûtiers, appartient à un couloir de fracturation, tardif par rapport aux structures plicatives générales polyphasées. Ainsi le découpage paléogéographique ne peut en aucun cas être superposable au compartimentage tectonique actuel ; - d'autre part, la klippe des schistes lustrés du Mont Jovet, ainsi que son coussinet gypseux de base, sont conservés à I'intérieur d'une zone effondrée, orientée sensiblement N-NE - S-SW et faite de plusieurs blocs juxtaposés. A l'échelle des méso et des micro-structures: - l'analyse des stries (par la méthode des dièdres droits) essentiellement développées sur les failles des niveaux gréseux du Carbonifère de la zone houillère briançonnaise, autochtone relatif de la klippe du Jovet, révèle des diagrammes en raccourcissement par décrochement. La direction de contraction s'avère sub-horizontale et proche de N 120° Est. On notera que le sens de mouvement des failles de la région de Moûtiers est compatible avec cette direction ; - l'analyse des figures d'interférence de plis, dans les deux régions, met en évidence trois phases de plissements synschisteux et le caractère progressif de la déformation en regime de cisaillement, de la phase (2) à la phase (3). Des plis en fourreau peuvent s'individualiser au çours de la phase (2). 2 - L'analyse quantitative de la déformation. Dans le flysch de la zone des Brèches de Tarentaise de la region de Moûtiers, l'étude de la croissance des fibres développées dans les fractures d'extension pendant ou juste après la déformation synschisteuse (2 et 3), indique un taux d'extension variant entre 40 et 45% selon la direction N 30°. Dans les schistes verts et violets du Permien de la même zone, l'ellipsoïde de déformation correspondant à la phase (2), est allongé en forme de cigare selon la direction XZ, parallèlement aux axes de plis P2, et la déformation est de type constrictif. Par la méthode de Fry on obtient les rapports suivants, pour cet éllipsolde : X/Z = 9,8 et Y/Z = 1,5. 3°/ La modélisation analogigue. Les essais réalisés en régime de cisaillement simple global, et en regime de cisaillement pur, confirment les processus de la déformation progressive et la formation des plis actifs.

Depuis 1946 aucun travaux de géologie minière ne furent entrepris dans le Val d'Aoste en dehors des gisements de fer de Cogne (Val Grand Eyvia) et d'anthracite de La Thuile (Val Ruitor) . Aussi nous pouvons espérer apporter dans notre étude régionale des résultats nouveaux susceptibles d'interesser la Région sur ses ressources minières. Les moyens techniques dont nous disposons actuellement permettent de pousser les investigations plus loin que cela n'était possible jusqu'à ces dernières années . Notre rôle est d'adapter ces moyens aux conditions alpines . L'emploi des méthodes géophysiques légères (polarisation spontanée et magnétométrie) permet de localiser les prolongements possibles de l'ancien gisement stratiforme de plomb-zinc de Promise (Val Ruitor) La géochimie intégrée dans plusieurs orientations permet : - de mettre en évidence les différences métallogéniques entre les gisements de fer de la zone du Combin (Cogne) et de la zone Zermatt-Saas-Fee ; - de rechercher les métaux rares (or, platinoïdes .,. ) dans les roches vertes et ses gisements associés ( Petit-Monde, . .. ) ; ' de déceler des amas minéralisés cachés par l'étude des sols (Promise) - d'établir un inventaire minéralogique par l'étude des stream sediments accompagnée de l'étude des batées. Cet inventaire minier appuyé par une reconnaissance des anciens gisements, s'accompagne de l'étude des conditions qui leur ont donné naissance. Elle devrait servir à la valorisation des indices connus et à la découverte d'autres gisements

A la bordure SW du massif d'Amnin, six séries lithostratigraphiques mésozoïques sont différenciées : - la couverture autochtone des terrains siliceux antétriasiques (ulbrabriançonnaise), - deux séries parautochtonesriches en brêches chaotiques (affinités ultrabriançonnaises), - deux séries de Schistes lustrés contenant à la base des brèches dolomitiques, terminées par des olistolites de roches vertes (piémontaises externes), - des Schistes lustrés ophiolitifères (piémontais internes), L'individualisation nouvelle des séries parautochtones précise la transition paléogéographique entre les domaines briançonnais interne et piémontais externe. L'évolution tectonométamorphique est reconstituée à partir du dénombrement des générations de structures synschisteuses et de la géométrie des contacts anormaux successifs, Afin de quantifier la déformation de ces séries dépourvues de marqueurs classiques, une modélisation mathématique (sous forme matricielle) de la déformation des linéations autour des plis mineurs, est simulée par ordinateur.

Cette étude lithostratigraphique, géochimique,et structurale est basée sur la cartographie à 1/10 000 des unités briançonnaises de la limite Vanoise septentrionale et méridionale, et des nappes de la Grande Motte, des gypses et des Schistes Lustrés, entre Pralognan-la-Vanoise et Tignes. LITHOSTRATIGRAPHIE - Les unités de Vanoise septentrionale contiennent selon les cas 1) des séries exclusivement triasiques. carbonatées, adhérentes ou non sur leur substratum; 2) des séries pour l'essentiel triasiques et carbonatées, avec des termes post-triasiques très réduits; 3) des séries carbonatées complètes ou réduites allant des cargneules du Werfénien supérieur aux schistes de Pralognan éocènes ; 4) des séries de type Acceglio MaIm transgressif sur Werfénien). - Les unités de Vanoise méridionale renferment : 1) des séries carbonatées, complètes ou réduites 2) des séries de type Acceglio. En Vanoise méridionale et Vanoise septentrionale, une sédimentation de plateforme carbonatée s'installe, lors du Trias moyen, sur la pénéplaine épivarisque. Ces dépôts sont interrompus par une tectonique cassante distensive soit au Carnien inférieur, soit au Lias-Dogger inférieur. L'érosion plus ou moins importante des panneaux basculés précède la transgression généralisée du Jurassique moyen à supérieur, et la subsidence conduit à des faciès pélagiques à la fin du Malm. Après lacune du Crétacé inférieur, la sédimentation pélagique. condensée et lacuneuse, donne des dépôts actuellement représentés par les marbres chloriteux. entrecoupés de hardground (encroutement). A l'Eocène moyen - supérieur, des apports détritiques notables (ce sont les schistes calcaro-qréseux de Pralognan) clôturent les dépôts sédimentaires en Vanoise. - La nappe de la Grande Motte (des dolomies noriennes aux schistes éocènes) se caractérise par la présence d'un Rhétien - Hettangien d'affinité prépiémontaise s'amincissant d'Est en Ouest, et par celle d'un Lias moyen à supérieur dit prépiémontais , constitué de calcschistes à zones siliceuses. - Surmontant une semelle riche en gypses et cargneules (nappe des Gypses) , la nappe des Schistes Lustrés débute par des métabasites jurassiques s.l. et peut monter dans le Crétacé moyen-supérieur ? TECTONIQUE - L'édifice structural est très complexe, avec une tectonique polyphasée et polymétamorphique. On peut schématiquement distinguer quatre événements tectoniques : pré D1 : déplacements majeurs des nappes au N, ou NW, avec écaillages localisés D1 : grands plis couchés transverses, synmétamorphiques, d'axes E-W qui localement seraient à vergence sud sur la limite Vanoise septentrionale - méridionale ; D2 : plis méridiens synmétamorphiques, déversés généralement à l'Est (et rarement A l'Ouest), marquant la phase de rétrocharriage. Le métamorphisme est plus faible et se marque par une rétromorphose D3 : plis NE-SW synschisteux déversés au SE ou au SSE. Des bombements tardifs dus à la remontée du socle, et des fractura tians achèvent l'édifice. En conclusion, une reconstitution paléogéographique est proposée et l'on tente d'en montrer l'évolution par étapes du Trias à l'Eocène.

Il est question de l'étude stratigraphique, métamorphique et tectonique d'une partie de la zone piémontaise des Alpes franco-italiennes, située dans la haute vallée de l'Arc , entre Bessans et la frontière franco-italienne. Deux grands ensembles structuraux ont été distingués : - un autochtone relatif, le massif du Grand Paradis qui comprend : un socle ante-viséen constitué par des orthogneiss dans lesquels sont enchassés des niveaux prasinitiques (Série du Carro) et des niveaux de gneiss fins (Série des Evettes). Cet ensemble cristallin dérive d'un complexe volcano-sédimentaire qui fut en partie granitisé lors du cycle hercynien ; une couverture stéphano- permienne représentée par les gneiss de Bonneval. Ces derniers, totalement désolidarisés du socle, correspondent à une série détritique ou volcano-détritique ; une couverture triasique, adhérente ou décollée de son substratum, constituée par une vingtaine de mètres au maximum de dépôts carbonatés à cachet Briançonnais . - un ensemble allochtone, la nappe des "Schistes Lustrés" qui repose tectoniquement sur l'ensemble précédent par l'intermédiaire d'un coussin cargneulique. Nous y avons distingué deux unités tectoniques principales (unités inférieure et supérieure) qui montrent en réalité des successions stratigraphiques semblables, assez minces , probablement de milieu océanique et, dans lesquelles on a reconnu : des serpentinites et un complexe à blocs (200 mètres) que nous interprétons comme une formation tectono-sédimentaire, d'âge probable Jurassique supérieur - Crétacé inférieur, résultant vers l'Ouest de la croûte océanique; des prasinites et des micaschistes albitiques (50 à 100 mètres) respectivement les équivalents métamorphiques de coulées volcaniques (basalte calco-alcalin ?) et de dépôts détritiques (avec des radiolarites ?) . Ces deux termes sont étroitement associés et caractérisent une formation volcano-sédimentaire; des calcschistes (300 mètres) qui dérivent de sédiments calcaires, gréso-calcaires, marneux et argileux. Du point de vue du métamorphisme, nous avons reconnu trois épisodes successifs dans le métamorphisme alpin : - une phase éclogitique ; - une phase faciès Schistes bleus ; - une phase faciès Schistes verts. Ce métamorphisme triphasé affecte nos deux grands ensembles structuraux. Quant à l'étude des différents événements tectoniques, nous avons reconstitué l'histoire suivante: -Une phase paléo-tectonique comprise entre le Jurassique supérieur et le Crétacé inférieur : matérialisée par le complexe tectono-sédimentaire, elle correspond à l'écaillage puis à l'abduction vers l'Ouest de la croûte océanique mésogéenne lors d'un phénomène de serrage dû au rapprochement des cratons africain et européen. Ces lambeaux de croûte océanique sont dilacérés à leur front et donnent naissance au complexe tectono-sédimentaire. - Le chevauchement vers l'Ouest ou le Nord-Ouest de la nappe des "Schistes Lustrés" sur le massif du Grand Paradis (priabonien). - Une première phase de déformation donnant des plis à style isoclinal, d'axe est-ouest, déversés vers le Nord et accompagnés par de grands accidents tangentiels. - Une deuxième phase de déformation caractérisée par des plis ouverts d'axe NE-SW , à déversement vers l e SE ; dans la partie septentrionale , ces plis sont accompagnés par des accidents tangentiels importants .