En dépit de son importance pour les écosystèmes aquatiques, l'origine et les mécanismes de production du carbone organique dissous (COD) sont toujours sujets à discussion. Cette thèse vise à mieux comprendre le rôle joué par l'hydrologie tant sur les mécanismes de production et la location des sources du COD que sur les flux et les processus de transfert du sol vers les cours d'eau. Un suivi haute fréquence des eaux du sol et de rivière a été réalisé sur la totalité d'un cycle hydrologique dans le bassin versant expérimental de Kervidy-Naizin (Morbihan, Observatoire de Recherche en Environnement (ORE) AgrHys). Le COD contenu dans ces eaux a été caractérisé par sa composition isotopique en carbone (δ13C), et ce suivi a été complété par l'analyse de la dynamique de la nappe. L'analyse des variations saisonnières de concentration et de composition du COD révèle l'existence d'un relais dans les sources et les mécanismes de production du COD dans les sols des zones de fond de vallée en phase avec les changements de régime hydrologique du bassin. Ainsi, lors de la période automnale de remontée de la nappe, le compartiment COD présente un caractère faiblement aromatique et une composition isotopique particulière, suggérant une origine microbienne. Ce réservoir de très faible taille (5% du flux annuel de COD exporté par le cours d'eau) est entièrement épuisé par les premières crues d'automne. La mise en charge de la nappe en versant conduit à la mobilisation d'un second réservoir de COD caractérisé par une aromaticité élevée et une signature isotopique proche de celle de la matière organique des sols. Ce compartiment correspond au fond humique " ancien " des sols et présente une taille nettement plus important que le premier (90% du flux annuel). Cependant ce compartiment ne se limite pas au COD produit dans sols des zones de bas-fond mais comprend aussi des apports de matières organiques issues des sols de bas de versant. Enfin, le rabattement de la nappe au milieu du printemps marque le début de la période d'assèchement du bassin versant et le retour dans les sols de bas-fond d'un COD faiblement aromatique et isotopiquement similaire à celui observé en automne. En conséquence, la teneur et la composition du COD véhiculé par le cours d'eau varient fortement à l'échelle saisonnière (variabilité temporelle des processus de production du COD). Les horizons superficiels des sols des zones de bas-fond sont la principale source de COD, par lesquels transitent entre 60 et 80% du flux de COD exporté lors des événements de crues. Concernant le réservoir humique, un résultat important est qu'il semble limité dans les sols de bas de versant, alors qu'il semble au contraire illimité dans les sols de bas fond. Au final, les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse démontrent le contrôle majeur de la dynamique de la nappe sur les mécanismes de production de COD par le sol ainsi que sur la localisation spatiale et les flux de COD transférés de ces sols vers les cours d'eau à l'échelle de la saison. Ils valident également l'hypothèse émise selon laquelle l'exportation du COD par les cours d'eau ne résulterait pas d'un simple " flushing " du COD produit dans les sols de bas-fond mais mobiliserait plutôt un ensemble de sources localisées le long du continuum rivière-zone de bas-fond-zone de versant, et dont le caractère plus moins limité du réservoir expliquerait les dynamiques des concentrations en COD annuelles observées à l'exutoire de ces bassins. Un autre résultat majeur de cette thèse est la qualification des isotopes comme outil de traçage des sources et de la dynamique du COD dans les bassins versants. Un point clé de ce travail est la différenciation isotopiques des réservoirs COD des sols de bas-fond et des sols de bas de versant, qui a permis pour la première fois de révéler la participation de l'un et de l'autre au flux exporté à l'exutoire et d'estimer quantitativement leur contribution respective à ce même flux.

Dans ce travail, des données pétro-géochimiques, isotopiques et géochronologiques ont été couplées afin de caractériser et dater les circulations de fluides dans le Cisaillement Sud Armoricain. Ces circulations ont été datées par les méthodes U-Pb sur zircon et monazite et 40Ar/39Ar sur muscovite, dans les mylonites et les granites syntectoniques présentant des traces d'altération hydrothermale. A 315 Ma, le Cisaillement Sud Armoricain localise la circulation de fluides magmato-métamorphiques, responsables de la cristallisation de veines de quartz géantes qui lui sont parallèles. Vers 300 Ma, un afflux de fluides météoriques est enregistré dans les mylonites, certains échantillons granitiques et quelques veines de quartz, obliques au Cisaillement Sud Armoricain, interprétées comme des fentes de tension d'échelle crustale. Les résultats obtenus ont permis d'étudier le comportement des chronomètres isotopiques au cours des interactions fluide-roche. Si le zircon apparaît comme relativement robuste, les circulations de fluides provoquent la recristallisation de la monazite et de la muscovite, et ainsi perturbent, voir remettent à zéro les chronomètres isotopiques U-Pb et KAr. Par exemple, dans le massif syntectonique de Questembert, les dates 40Ar/39Ar obtenues sur six échantillons s'étalent sur 16 Ma, du fait de l'infiltration pervasive de fluides. Ces résultats illustrent donc la nécessité d'associer la géochronologie à une étude pétrogéochimique détaillée, depuis la caractérisation des roches jusqu'à l'étude texturale des monazites ou la documentation des zonations chimiques des muscovites, par exemple.

Le complexe plutonique (5 16 Ma ± 26) alcalin de Lueshe (NE Zaïre) est composé d'un corps syénitique bordé de carbonatites (sovite et béforsites). Des inclusions de composition minéralogique proche des syénitiques (nodules centimétriques à métrique) sont sporadiquement distribuées dans la sovite. Les nodules correspondraient à des fragments de composition syénitique incorporés et partiellement assimilées par le magma carbonatitique lors de sa mise en place. Leur composition chimique est intermédiaire entre celle des syénites et celle des carbonatites, alors que leur rapport TaINb est proche de celui des carbonatites. Les études pétrographiques, minéralogiques et géochimiques montrent que le magma syénitique et le magma carbonatitique ne sont pas cogénétiques. La composition géochimique des carbonatites est pluri-modale. Trois grands types ont été distingués. A Lueshe, le système magmatique aurait fonctionné en mode polyphasé véhiculant des magmas formés à des profondeurs différentes. Le magma carbonatitique riche en Mg serait généré à des profondeurs plus élevées (>20Kb) que celles nécessaires à la formation du magma riche en Ca. D'un point de vue minéralogique, la présente étude a mis en relief la grande vulnérabilité du pyrochlores vis-à-vis des conditions physico-chimiques du milieu, vulnérabilité qui se manifeste d'abord lors de l'altération hydrothermale par des franges réactionnelles (riches en Sr et TR), ensuite lors de l'altération supergène par des variations significatives de compositions chimiques. Le pyrochlore s'accumule de manière relative tout le long de la différenciation latéritique. Toutefois, il est affecté par des changements géochimiques successifs qui J'amène à des états à site A déficitaire mais sans changement d'état minéralogique. Les différentes compositions chimiques du pyrochlore dans les roches hydrothermalisées et dans les faciès latéritiques (kalipyrochlore, strontiopyrochlore, bariopyrochlore, calciopyrochlore) représentent des mémoires géochimiques des compositions des fluides, y compris les anomalies en Ce (ceriopyrochlore). A ces variations géochimiques supergènes qui sont détectés par analyse à la microsonde, il faut ajouter les phénomènes d'hydratation bien visualisés en spectroscopie infrarouge. L'étude de l'évolution thermique par couplage IRTF-analyse thermique des pyrochlores montre deux comportements contrastés entre le pyrochlore altéré et le pyrochlore frais. Ce dernier affiche une grande stabilité structurale tout le long du programme thermique, alors que le pyrochlore altéré s'avère moins stable et subie un changement d'état minéralogique qui se traduit dans la courbe DTA par un pic exothermique. L'analyse simultanée par IR des émanations de gaz indique que ce changement minéralogique est étroitement corrélé à la fin de la phase de déshydratation du pyrochlore.

La minéralisation aurifère primaire du secteur de Bogoin se présente sous forme d'un stockwerk quartzeux de direction N-S encaissé dans des roches vertes. Ces dernières appartiennent à une série métamorphique (limite faciès schistes verts-amphibolite) plissée en un synclinorium de direction N-S qui dessine un "doigt de gant" dans un vaste massif granito-gneissique. La foliation principale (SP) est plan axial de cette structure. L'ensemble est réputé archéen. Le synclinal s'ennoie vers le Sud sous une couverture gréso-quartzitique protérozoïque supérieur. Les granitoïdes sont en partie intrusifs dans la série métamorphique, comme le montrent des transformations endomorphiques au contact des roches vertes et des itabirites. Leur mise en place est anté-à syn-SP. Ils sont de type S et de caractère calco-alcalin. Des filonnets aplo-pegmatitiques marquent deux "migmatisations", l'une anté-à syn-SP, l'autre post-SP. La série métamorphique comprend, de bas en haut : Des roches vertes (amphibolites), des gneiss fins, des itabirites, une série rubanée volcano-sédimentaire couronnée par des métarhyolitoïdes de type calco-alcalin. Ces deux derniers termes n'avaient pas auparavant été décrits. Le magmatisme basique est de type tholéiitique et les faciès ultra basiques peuvent correspondre à des cumulats résultant du processus de cristallisation fractionnée. La découverte de tourmalinite dans le stockwerk aurifère montre l'intervention de fluides liés aux granitoïdes. Une première génération de de quartz gris renferme des sulfures (pyrrhotite destabilisée en melnicovite-marcasite, pyrite, mispickel, chalcopyrite) et l'essentiel de l'or libre. Une deuxième génération de quartz blanc est dépourvue de sulfures et renferme de faibles teneurs en or. Dans le secteur minéralisé, les roches vertes ont subi des altérations (chlorite, muscovite, trémolite-actinote, talc). Des anomalies en or existent dans les roches vertes altérées. La minéralisation de Bogoin présente un certain nombre de caractères correspondant au type "zone de cisaillement aurifère". Son cadre géologique correspond bien aux ceintures de roches vertes. Dans ce contexte, des concentrations aurifères peuvent être recherchées dans tous les termes lithologiques, notamment les itabirites et la série volcano-sédimentaire. (Centrafrique ; Or ; Précambrien ; Ceinture de roches vertes ; Zone de cisaillement ; Métallogénie ; Géochimie ; Magmatisme).

Le monzogranite hercynien de Costabonne est intrusif dans une série précambrienne à cambrienne. Des roches métasomatiques se sont développées dans l'auréole de contact. L'étude des différentes séquences métasomatiques développées dans les métasédimants et d'une minéralisation en scheelite postérieure est un des objectifs d'un projet CCE. Les deux résultats principaux de ce travail sont : (1) Un modèle d'évolution de la lithologie "marbre à brucite" (2) un modèle expliquant la variation des paragénèses des zones dans les veines métasomatiques.

Le massif de l'Agly (Pyrénées Orientales) comporte deux associations acide-basiques d'âge hercynien mises en place respectivement dans la catazone et dans la mésozone: le massif d'Ansignan et le massif de St-Arnac. Cinq familles basiques et intermédiaires ont été distinguées dans l'association catazonale: le groupe A (Tholéitique), B Calco-Alcalin, C Calco-Alcalin Potassique, C1 Chimiquement analogue à certaines vaugnérites et D qui ne contient que des termes intermédiaires et qui est transitionnel entre le calco-alcalin et le tholéitique. Dans l'association mésozonale les deux groupes chimiques distingués sont de type calco-alcalin avec un caractère plus ou moins potassique. Seul le groupe B montre un équivalent du point de vue des rapports d'incompatibles avec le groupe le moins potassique mésozonal. Les deux faciès acides du massif d'Ansignan (La granodiorite charnockitique et le granite blanc à grenat) sont alumineux et présentent certaines caractéristiques des granites magnesiopotassiques. La charnockite et le granite blanc ne peuvent être obtenus par différenciation des roches basiques A, B, C ou D. Les variations linéaires observées dans le groupe C1 rejoignent le domaine de composition de la charnockite suggérant une certaine relation génétique entre les deux faciès. Dans le massif de St-Arnac les trois faciès acides (la Granodiorite, le Granite porphyroide et le Granite clair de Lansac) présentent les caractéristiques minéralogiques géochimiques des facies calco-alcalins. L'absence de termes intermédiaires entre les facies basiques et acides font que les relations génétiques entre ces deux faciès ne sont pas bien établies.

De nombreuses occurrences de skarns sont connues autour du complexe granitique hercynien de Querigut (Pyrénées Orientales). A la suite de l'étude d'ensemble effectuée par Toulhoat (1982), trois secteurs, ceux de Boutadiol (skarn à magnétite), de la lisse d'Embarre (skarn à scheelite), et de Soucarat (skarn rubane, près de la lisse d'Embarre), ont été choisis en vue de préciser, par l'étude minéralogique et géochimique (majeurs et traces), les processus de skarnification, en particulier les transferts de matière, et les conditions physiques dans lesquels ils s'effectuent. Dans le skarn rubane de Soucarat, on montre que l'idocrase est primaire et le grenat secondaire. Cette interprétation pétrographique est confirmée par la géochimie, et expliquée par des considérations thermodynamiques: en condition de sous-saturation en quartz, l'idocrase est stable sur un large domaine, y compris à haute température. Au cours de la skarnification, Ti, Al, Zr, Nb, et Ga sont inertes, Si, Sn, Be apportés, K, Rb, Ba, Pb, Li, Cu lessivés. L'évolution rétrograde est modélisée grâce à des calculs d'assemblages de phases, suivant un algorithme de minimisation de l'enthalpie libre. Le potentiel chimique de SiO₂ ainsi calcule dans le calcaire et dans le skarn rubané est assez bas pour expliquer l'apparition de l'idocrase dans ces roches. A Boutadiol, deux types de skarns alumineux, appelés intérieures, à protolithe calcaire, et extérieurs : protolithe granitique, ont été distingués. Les différences significatives observées entre grenat associé à amphibole et grenat banal sont attribuées à des différences de niveau de potentiel chimique de CaO. Nous montrons comment le coefficient de partage de Fe<sup>3+>/sup> entre grenat et épidote est fonction de la teneur en almandin du grenat, et proposons une estimation des conditions de formations des skarns alumineux: 470°C / 0.22 GPa

Les granites stannifères de l'état de Goias forment deux groupes d'âge different. Les massifs de Sucuri et de Soledade ont un âge de 1770 Ma et les massifs de Serra Dourada, Serra da Mesa et Serra Branca ont respectivement 1653, 1614 et 1658 Ma. La géologie de cette province conduit à situer la mise en place de ces granites dans la zone de Rift. Les éléments traces Nb, Y, Zr, Ce, La et Ga et le rapport MgO/TiO₂ sont comparables à ceux des granites anorogéniques du sud-ouest des Etats-Unis et de la suite de Gabo en Australie. Les valeurs faibles du rapport Zr/Hf (23 à 28) des massifs étudiés permettent d'exclure une origine directe par fusion partielle, le rapport crustal par fusion est compris entre 30 et 40. La zonalité minéralogique (bordure à biotite et coeur à pyroxène) des lentilles à pyroxène du gisement de Mata Azul (massif de Serra Dourada) traduit le caractère métasomatique de ces roches et rappelle celles des endoskarns. Les études pétrographiques, minéralogiques et géochimiques ont mis en évidence l'importance du rôle du calcium et de la fugacité d'oxygène. A l'exception des albitites, la majorité des zones métasomatiques et les veines minéralisées sont localisées dans la partie apicale du granite fin au nord du massif de Sucuri. Les minéraux du béryllium (béryl, phénacite et helvite) sont présents dans la veine à quartz-muscovite, dans la veine à sidérophyllite. dans l'albitite, seules la phénacite et l'helvite sont présentes. Les variations de composition des minéraux de l'helvite dans le massif de Sucuri résulteraient des variations de la fugacité de soufre et de celle de l'oxygène et de l'alcalinité à l'intérieur du fluide.

Cette étude montre que le domaine para-autochtone est, en fait, un ensemble structuralement hétérogène, une juxtaposition d'unités septentrionales (zone axiale) et d'unités méridionales (nappes du versant sud). En ce qui concerne la couche minéralisée de la mine de Salsigne, l'hypothèse d'une minéralisation stratiforme volcano-sédimentaire exhalative est mise en doute, elle s'intègrerait plutôt a l'ensemble des minéralisations filoniennes du district de Salsigne.

La description pétrographique et géochimique des roches granitiques et des minéralisations de la région de Meymac permet de délimiter un ensemble complexe dont les termes principaux peuvent se résumer ainsi : (*) granite porphyroïde de Meymac (*) coupole complexe (granite apical - leucogranite - stockscheider) de Neuf Jours (*) massifs de granites à grain fin de la Védrenne et du Cheix (*) filons et corps aplitiques (*) greisens minéralisés en Bi, Mo et W des Chèzes (*) greisens minéralisés en W, Mo de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à wolframite de Neuf Jours (*) veines quartzeuses à cassitérite - wolframite du Colomby. L'interprétation géochimique est basée sur la recherche systématique de liens génétiques entre les divers termes de cette partition. ...// ... Les données géochimiques permettent de considérer le granite de Neuf Jours comme un produit évolué de la seconde lignée du granite porphyroïde, à partir des évolutions profondes supposées. Le leucogranite associé dérive du "granite apical" suivant une cristallisation fractionnée mettant en jeu une minéralogie notablement différente des précédentes, et où interviennent biotite, quartz, plagioclase, orthose, apatite et monazite. Une phase fluide peut également jouer ici un rôle important; en tous cas, on retrouve la trace de ce fluide démixé du leucogranite dans les apatites secondaires du granite apical greisenisé : les spectres de terres rares (anomalie en europium comprise) indiquent clairement que la source de la minéralisation de la coupole est le leucogranite. Un bilan effectué sur les roches greisenisées permet de montrer qu'il est possible d'expliquer le spectre de terres rares des fluides associés aux wolframites précoces des filons, par un échange entre le fluide issu du leucogranite et le greisen ; l'évolution ultérieure des spectres observés pourrait être due à des phénomènes de mélange avec des fluides n' ayant pas traversé le greisen (fluides métamorphiques?) . Il reste enfin à signaler des fluides très pauvres en terres rares mais présentant une anomalie positive en europium très forte, et dont les liens avec les autres termes décrits dans la coupole ne sont pas compris. Les minéralisations des Chèzes peuvent être dues soit à des granites de type Neuf Jours, soit aux termes évolués du granite de la Védrenne. Ce dernier ne peut pas appartenir directement à la même série que le granite porphyroïde : les seuls liens génétiques possibles semblent être des processus de fusion partielle qui restent fort hypothétiques: le mystère reste ici entier.