L’ophiolite de Nouvelle Calédonie présente une des plus grandes sections de manteau océanique obductées au monde, offrant une perspective unique pour l’étude des processus du manteau supérieur. Les roches du manteau appartiennent à une séquence ophiolitique “atypique”, dominée par des harzburgites réfractaires avec quelques lherzolites à spinelle et à plagioclase. À l'exception de quelques cumulats mafiques-ultramafiques, la partie crustale de l'ophiolite est totalement absente. Cette ophiolite a été étudiée depuis plusieurs décennies, toutefois sa nature ultra-appauvrie a rendu très difficile une caractérisation géochimique détaillée. La littérature scientifique ne regroupe que quelques données sur les éléments en trace et les données isotopiques sont totalement inexistantes. Dans ce travail de thèse, une étude géochimique exhaustive (éléments majeurs, en trace et isotopes Sr-Nd-Pb) des péridotites et des roches mafiques associées à l’ophiolite a été réalisée. Les péridotites sont des tectonites avec des textures porphyroclastiques. Les lherzolites à spinelle ont 7-8 vol.% de clinopyroxène riche en Na2O et Al2O3 (jusqu’à Na2O 0.5 wt.%; 6.5 wt.% Al2O3), teneur en Fo de l’olivine de 88.5 à 90.0 mol.%, bas valeurs du Cr# du spinelle (13-17), attestant la nature fertiles de ces roches. A l’inverse les harzburgites costituent des roches très réfractaires : ils ne contiennent pas de clinopyroxène primaire et les teneurs en Fo de l’olivine (90.9-92.9 mol.%), le Mg# de l’orthopyroxène et le Cr# du spinelle (39-71) sont élevés. Les spectres de concentrations en REE présentent des caractéristiques typiques de formation dans un environnement abyssal pour les lherzolites à spinelle, alors que les harzburgites ont des spectres en U typiques d’environnement d’avant-arc. Les compositions en REE des lherzolites à spinelle sont compatibles avec un bas degré de fusion fractionnée (8-9%) d'une source DMM, commençant dans le domaine de stabilité du grenat. Au contraire les concentrations en REE des harzburgites indiquent un haut degré de fusion d’une source DMM, en accord avec une fusion hydratée en environnement d’avant-arc. Les lherzolites à plagioclase présentent des microtextures d’imprégnation, des spinelles riches en Cr2O3 et TiO2 et un enrichissement progressif en REE, Ti, Y, Zr. Les modèles des éléments en trace indiquent que les lherzolites à plagioclase résultent des lherzolites à spinelle par séquestration des liquides MORB très appauvris au sein de la lithosphère océanique.Les roches intrusives sont des gabbronorites à olivine avec des compositions très appauvries (87.3≤Fo ol≤88.9 mol.%, 87.7≤Mg# Cpx≤92.2, An Pl=90-96 mol.%). Le haut Mg#, le bas teneur de TiO2 des pyroxènes, la composition en anorthite du plagioclase et le modèle des éléments en trace montrent que les magmas parents des gabbronorites sont des magmas primitifs, très appauvries, formés dans un environnement de subduction. / The New Caledonia ophiolite hosts one of the largest obducted mantle section in the world, hence providing a unique insight for the study of upper mantle processes. These mantle rocks belong to an “atypical” ophiolitic sequence, which is dominated by refractory harzburgites but it also includes minor spinel and plagioclase lherzolites. Upper crust is notably absent in the ophiolite, with the exception of some mafic-ultramafic cumulates cropping out in the southern part of the island. Although the New Caledonia ophiolite has been under investigation for decades, its ultra-depleted nature has made its characterization an analytical challenge, so that few trace element data are available, while isotopic data are completely missing. In this thesis a comprehensive geochemical study (major, trace element and Sr-Nd-Pb isotopes) of the peridotites and the associated intrusive mafic rocks from the New Caledonia ophiolite has been carried out. The peridotites are low-strain tectonites showing porphyroclastic textures. Spinel lherzolites are undepleted lithotypes, as attested by the presence of 7-8 vol.% of Na2O and Al2O3-rich clinopyroxene (up to 0.5 wt.% Na2O; 6.5 wt.% Al2O3), Fo content of olivine (88.5-90.0 mol.%) and low Cr# of spinel (13-17). Conversely, harzburgites display a refractory nature, proven by the remarkable absence of primary clinopyroxene, very high Fo content in olivine (90.9-92.9 mol.%), high Mg# in orthopyroxene (89.8-94.2) and Cr# in spinel (39-71). REE contents show abyssal-type patterns for spinel lherzolites, while harzburgites display U-shaped patterns, typical of fore-arc settings.Spinel lherzolites REE compositions are consistent with relatively low degree (8-9%) of fractional melting of a DMM source, starting in the garnet stability field. Conversely, REE models for harzburgites indicate high melting degrees (20-25%) of a DMM mantle source under spinel faies conditions, consistent with hydrous melting in forearc setting. Plagioclase lherzolites exhibit melt impregnation microtextures, Cr- and TiO2-enriched spinels and REE, Ti, Y, Zr progressive increase with respect to spinel lherzolites. Impregnation models indicate that plagioclase lherzolites may derive from spinel lherzolites by entrapment of highly depleted MORB melts in the shallow oceanic lithosphere. Mafic intrusives are olivine gabbronorites with a very refractory composition, as attested by high Fo content of olivine (87.3-88.9 mol.%), very high Mg# of clinopyroxene (87.7-92.2) and extreme anorthitic content of plagioclase (An = 90-96 mol.%). The high Mg#, low TiO2 concentrations in pyroxenes and the anorthitic composition of plagioclase point out an origin from ultra-depleted primitive magmas in a convergent setting. Geochemical trace element models show that the parental melts of gabbronorites are primitive magmas with striking depleted compositions, bearing only in part similarities with the primitive boninitic melts of Bonin Islands. The first Sr, Nd and Pb isotope data obtained for the New Caledonia ophiolite highlight the presence of DM mantle source variably modified by different processes.Nd-Sr-Pb isotopic ratios for the lherzolites (+6.98≤ƐNdi≤+10.97) indicate a DM source that suffered low-temperature hydrothermal reactions. Harzburgites are characterized by a wide variation of Sr, Nd and Pb isotopic values, extending from DM-type to EMII compositions (-0.82≤ƐNdi≤+17.55), suggesting that harzburgite source was strongly affected by subduction-related processes. Conversely, combined trace element and Sr-Nd-Pb isotopic data for gabbronorites indicate a derivation from a source with composition similar to Indian-type mantle, but affected by fluid input in subduction environment.

Ce travail de thèse présente une analyse géologique combinant plusieurs méthodes : géologie structurale des bassins néogènes et plio-quaternaires, inversion comparée des couples failles/stries et mécanismes au foyer ainsi qu’une l’analyse de la répartition spatiale et temporelle de la sismicité en relation avec la pluviométrie, avec pour objectif de comprendre quelle est la signification de l’activité sismique dans un système orogénique lent en prenant pour exemple le sud des Alpes Occidentales. Les principaux résultats sont les suivants : La région soumise à un raccourcissement nord-sud révélé par l’analyse et le caractère syn-tectonique des bassins miocènes et plio-quaternaires. La déformation est principalement accommodée par des systèmes décrochants N140 dextres. Ces systèmes décrochants concentrent la déformation active le long de structures héritées. On trouve de façon synchrone de l’extension (au nord-ouest du massif du Mercantour) et de la compression (au pied de la marge Ligure) le long d’un même système décrochant N140 dextre. La transition se fait progressivement, passant d’un régime transtensif au nord (dépression de Jausiers) vers un régime transpressif au sud qui s’explique par des permutations de contraintes. Cette géodynamique alpine est temporellement et cinématiquement reliée à une rotation continue de la micro-plaque apulienne et ce depuis le Miocène, contrôlée par l’ouverture des bassins ligure puis tyrrhénien. Le moteur de la tectonique active semble donc lié à la rotation de l’Apulie elle-même contrôlée par la subduction en Méditerranée. / This thesis aims at understanding the significance of seismic activity in a slow orogenic system with the example of the South Western Alps. It presents a geological analysis combining several methods and approaches: (i) a structural analysis of Neogene basins, (ii) a comparison of fault-striae data inversions with focal mechanisms and (iii) an analysis of the spatial and temporal distribution of seismicity in relation with rainfall. The main results are as follows: - The area is subject to a prolonged and globally similar through time north-south shortening context revealed by the analysis of the Miocene and Plio- Quaternary basins. The deformation is mainly accommodated by strike-slip dextral N140 faults. These strike slip faults focus the active deformation along inherited structures. - The geodynamic history of the S Alps is correlated with that of the Mediterranean back-arc basin opening. Extension (at the N-W end of Mercantour massif) and compression (at the foot of the Ligurian margin) occur along a dextral strike-slip system N140°E that might limit the Apulian block rotation. The transition is gradual, the regime evolves from a transtensive to a transpressive regime, from north to south, explained by permutations of stress inferred from fault-strea data analysis. - In this context of slow deformation, seismicity shows an annual periodicity correlated with the frequency and amount of rainfalls. This correlation can be explained by two processes that facilitate the triggering of earthquakes.

La Mer d'Alboran est un bassin arrière-arc situé à l'extrémité occidentale de la Mer Méditerranée ayant subi une évolution complexe. Basé sur une approche " terre-mer ", pluridisciplinaire, ce travail axé sur deux grandes thématiques de recherche vise à mieux comprendre les modalités d'ouverture et de déformation des bassins sédimentaires au cours du Néogène en étudiant notamment un événement majeur de l'histoire de la Mer Méditerranée, la Crise de salinité messinienne.L'étude tectonique et sédimentaire du bassin Ouest-Alboran, a permis de construire un nouveau schéma d'évolution tectonique et sédimentaire au cours du Miocène. L'initiation de la subsidence s'est effectuée au gré de grandes zones de cisaillement crustales affectant le socle métamorphique. La subsidence est ensuite contrôlée par la traction du panneau plongeant lithosphérique sous-jacent. Dans les Cordillères Bétiques, une seconde génération de bassins, dont celui de Sorbas, s'est développée le long de dômes métamorphiques exhumés au cours d'une phase d'extension. Des reconstitutions paléogéographiques montrent que la formation des bassins de la Mer d'Alboran est en relation avec la subduction sous-jacente.Des études de terrain ont mis en évidence une importante phase d'érosion des bassins périphériques de la Mer d'Alboran en réponse à la Crise de salinité messinienne. Cette érosion subaérienne eut pour conséquence le creusement de canyons fluviatiles à terre qui ont été suivis en mer par l'analyse fine de profils sismiques. Un nouveau scénario est alors proposé afin d'expliquer la réouverture de la connexion avec l'Océan Atlantique après plus de 160.000 ans d'émersion. / The Alboran Sea is a back-arc basin located at the western end of the Mediterranean Sea, and has been affected by complex tectonic settings during its history. Based on a multidisciplinary "land-sea" approach, this work focuses on two major research topics: it aims (1) to better understand the opening and deformation processes of two key sedimentary basins during the Neogene, and (2) to study the effects and imprints of the Messinian Salinity Crisis onto the basins.Tectonic and stratigraphic analysis of the thickest sedimentary accumulation called Western Alboran Basin (WAB) led to build an original tectonic scenario in the Miocene. Inception of extension was triggered by major crustal shear zones favoring the exhumation of the metamorphic basement. Then, the subsidence became most probably controlled by the slab-pull effect of the underlying oceanic slab. In the Betic Cordilleras, a second generation of sedimentary basins, as the Sorbas Basin, developed along metamorphic core complexes exhumed during an extension regime. A set of paleogeographic maps proposes to explain the formation of the Alboran basins in relation with deep geodynamic processes.Field studies evidenced that peripheral basins bounding the Alboran Sea have been affected by a significant subaerial erosional phase in response to the Messinian Salinity Crisis. Stratigraphic analysis of seismic profiles demonstrated the onshore/offshore continuity of fluvial canyon morphologies recognized on land. A new scenario is then proposed to explain the reopening of the worldwide oceanic connection with the Mediterranean realm after more than 160.000 years of emersion.

Dans l'optique d'étendre l'investigation géodynamique de la Zone de Suture du Yarlung Zangbo (ZSYZ) à sa section occidentale, une étude détaillée du massif ophiolitique de Xiugugabu a été effectuée. Il s'agit d'un segment mantellique de plus de 260 km2, juxtaposé par une petite unité de diabase sur son flanc Nord-Est (N-E), et qui repose sur le mélange tectonique situé au sud de la zone de suture. L'unité mantellique est constituée de péridotites recoupées par des filons-couches mafiques dans sa partie Sud. Les données de terrain, la pétrographie, la chimie minérale et la géochimie indiquent que les péridotites ont tout d'abord évolué dans un contexte d'arc intra-océanique où elles ont subit un métasomatisme cryptique. Elles ont été ensuite recoupées par les filons-couches mafiques d'affinité de bassin d'arrière-arc impliquant la remontée des péridotites par convection mantellique au niveau du Moho dans un contexte en extension de bassin d'arrière-arc. Les roches de l'unité de diabase possèdent une affinité d'OIB (de basalte d'île océanique). Elles se sont formées dans un contexte de point chaud intra-océanique et auraient été juxtaposées sur le flanc N-E du massif par des mouvements tectoniques orogéniques tardifs. Des corrélations latérales entre les roches du massif de Xiugugabu et celles des ophiolites plus à l'est suggèrent que l'évolution géodynamique de la section centrale du bassin Néo-Téthys aurait été similaire dans sa partie occidentale.

Ce travail retrace l’évolution varisque des Massifs d’Almǎj (Roumanie), de Deli Jovan (Serbie) et de la Stara Planina Occidentale (Bulgarie), à travers une étude pétrostructurale effectuée sur les différentes unités lithologiques de la Nappe alpine du Danubien supérieur. Cette nappe possède la particularité de contenir un marqueur de convergence de toute première importance sous la forme de 4 massifs ophiolitiques démembrés lors de l’orogenèse alpine :Tisoviţa Iuţi (TI, Roumanie), Deli Jovan (DJ, Serbie), Zaglavak (Z, Serbie) et Tcherni Vrah (TV, Bulgarie). Les études pétrologiques de terrain effectuées dans ces trois pays ont permis de confirmer la continuité entre ces 4 massifs, qui, séparément, comprennent chacun une portion de croûte océanique différente (TI :section mantélique et cumulats inférieurs, DJ :cumulats inférieurs et supérieurs, Z :cumulats supérieurs, TV :cumulats supérieurs et section effusive), mais considérés ensemble, forment une pile ophiolitique classique complète. De nouvelles datations par la méthode 147Sm-143Nd confirment un âge d’accrétion pour cette croûte océanique au Dévonien inférieur (~ 400 Ma). Cependant, l’essentiel de ce mémoire concerne les Monts Almǎj, notamment les roches encaissantes du massif de Tisoviţa Iuţi. La partie sud de ce massif ophiolitique représente la section inférieure d’une croûte océanique classique, alors que sa partie orientale est caractérisée par des roches de la croûte océanique supérieure, fortement déformées et transformées (métagabbros à zoïsite et fuchsite). Ces roches font partie de la Zone Mylonitique de Corbu (CMZ), qui comporte également des métasédiments à Gt ± St ± And et des serpentinites. Les conditions PT de formation de ces métagabbros, datés à 380-360 Ma par la méthode 40Ar-39Ar, ont été estimées à des températures comprises entre 450°C et 300°C. Leur contexte de formation peut être assimilé à une semelle ophiolitique ‘froide’, développée lors d’une obduction intra-océanique initiée probablement le long d’une faille transformante. Si le pic de métamorphisme des roches de Corbu a été estimé à 585°C/ 5.5 kbar, leur exhumation pourrait s’effectuer au sein d’un anticlinal en régime transpressif sénestre, en relation avec la formation de la CMZ, interprétée comme une ancienne zone plissée qui évolue en zone de cisaillement sénestre. Au Carbonifère, le granite syntectonique de Cherbelezu se met en place le long de la CMZ et enregistre les dernières phases de cette déformation lors de son refroidissement. Les études préliminaires sur les roches encaissantes des massifs ophiolitiques en Serbie et Bulgarie permettent de préciser une vergence d’obduction du lambeau ophiolitique vers le paléo-NW et d’établir un modèle de reconstitution paléogéodynamique au Varisque pour l’ensemble de la région étudiée./ This study provides new information on the Variscan evolution of the Almǎj Mountains (Romania), Deli Jovan Massif (Serbia) and Western Stara Planina (Bulgaria), throughout a petrostructural investigation conducted on the various lithological units of the Upper Danubian Alpine Nappe. This nappe displays an important convergence tectonic marker in the form of four ophiolitic massifs dismembered during the Alpine orogeny: Tisoviţa Iuţi (TI, Romania), Deli Jovan (DJ, Serbia), Zaglavak (Z, Serbia) and Tcherni Vrah (TV, Bulgaria). Our petrological studies in these three countries have confirmed the continuity between these four massifs, each of which showing, separately, a different portion of the oceanic crust (TI: mantle section and lower cumulates, DJ: lower and upper cumulates, Z: upper cumulates, TV: upper cumulates and effusive section), but taken together, forming a complete classical ophiolitic pile. New dating using the 147Sm-143Nd method has confirmed an accretion age for this oceanic crust at around 400 Ma (Early Devonian). However, the main part of this study has been focused in the Almǎj Mountains, particularly the Tisoviţa Iuţi ophiolitic massif and its enclosing rocks. The Southern part of this ophiolitic massif represents the lower section of a classical oceanic crust whereas its eastern part is characterized by upper crustal oceanic rocks that are highly deformed and transformed (zoïsite and fuchsite-bearing metagabbros). These rocks belong to the Corbu Mylonitic zone (CMZ), which also comprises Gt ± St ± And metasediments and serpentinites. Temperature estimates for the formation of the metagabbros are bracketed between 450°C and 300°C and these rocks have been dated at 380-360 Ma using the 40Ar-39Ar method on fuchiste. The geodynamic context for their formation can be viewed as a ‘cold’ ophiolitic sole, developed during an intra-oceanic obduction probably initiated along transform fault. If the metamorphic peak for the Corbu rocks has been estimated at 585°C/5.5kbar, their rapid exhumation could be realized via an anticline under a transpressive sinistral regime, connected with the formation of the CMZ that is interpreted as an ancient fold zone evolving in a sinistral shear zone. Finally, the Carboniferous syntectonic Cherbelezu granite intrudes along the CMZ and records the final stages of this deformation during its cooling. Preliminary investigations on the enclosing rocks of the ophiolitic massifs in Serbia and Bulgaria allow us to define a top to the NW obduction vergence for the ophiolite and to propose a paleogeodynamic reconstitution model for the Carpathian/Balkans terrains in the Variscan times. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les structures profondes et les minéralisations qui y sont éventuellement associées ne peuvent prendre toute leur signification sans une étude détaillée de la croûte terrestre. On est maintenant en possession, depuis le dernier quart de siècle, d'une bonne image de celle-ci ainsi que du manteau supérieur, image à laquelle la sismologie expérimentale, avec les sondages sismiques profonds, a apporté une contribution décisive. Il est désormais possible de mettre en évidence non seulement des discontinuités intracrustales, mais aussi des hétérogénéités de la croûte inférieure et des failles profondes qui sont des sources potentielles de courants ascendants entraînant des minéralisations diverses.L'étude de la croûte terrestre a donc une importance économique considérable. Bien que les méthodes d'interprétation de sondages sismiques profonds soient désormais bien développées, on pouvait s'interroger sur les limites de celles-ci. Tire-t-on vraiment tout le profit possible des données de sismologie expérimentale, acquises sur le terrain au prix d'une logistique souvent importante? Ce travail est en fait une réflexion sur deux problèmes liés à une meilleure rentabilisation de ces données. Dans une première partie, consacrée à la modélisation bidimensionnelle de la croûte, on passe d'abord en revue les différentes possibilités de faire varier les paramètres sismiques de la croûte, non seulement verticalement, mais encore horizontalement. La formulation mathématique du tracé des rais sismiques dans un tel milieu inhomogène est également abordée: on aboutit à une relation entre la courbure du rai et sa position par rapport au gradient local de la vitesse sismique. On examine plus en détail une modélisation de la croûte par des interfaces polygonales qui délimitent des couches à gradient de vitesse constant. Cette modélisation est utilisée au second chapitre dans une application aux Alpes Occidentales. On met d'abord en évidence un enfoncement rapide du socle antétriasique et plus ancien qui forme une fosse péri-alpine longeant les Massifs Cristallins Externes. Sous Grenoble et le Sud du Lac d'Annecy, on trouve une épaisseur de sédiments post-paléozoïques de dix kilomètres environ. On montre de plus que la croûte a une structure totalement différente sous les chaînes subalpines septentrionales et sous la partie interne de l'arc alpin .. Dans le premier cas, elle présente des réflecteurs intermédiaires bien marqués qui plongent vers l'intérieur de l'arc à 30° environ alors que dans le second cas, aucune stratification n'apparaît clairement. On met en évidence, sous les Massifs Cristallins Externes, une zone à moindre vitesse centrée sur quinze kilomètres de profondeur et l'on interprète ce schéma structural comme l'expression d'un chevauchement crustal, la croûte supérieure intra-alpine pouvant se décoller de la croûte inférieure au niveau de cette zone à moindre vitesse. La signification physique de telles inversions de vitesse intracrustales est aussi abordée: elles n'apparaissent peut - étre que dans les régions tectoniques actives, là où les densités de dislocations intracristallines sont élevées. Enfin, après avoir examiné le mécanisme au foyer du séisme de Faverges (02.12.80), nous présentons en guise de conclusion un schéma d'évolution tectonique du Sud-Est de la France. Il fait ressortir l'importance d'une ligne SW-NE, mise en évidence par la sismologie expérimentale et la sismicité régionale mais confirmant les déductions géologiques, qui aurait joué un rôle essentiel dans la surrection des Massifs Cristallins Externes. La seconde partie de ce travail porte sur l'atténuation des ondes sismiques dans la croûte supérieure, également sur des bases de sondages sismiques profonds. Après avoir émis un certain nombre d'hypothèses pour pouvoir modéliser la croute aussi bien en vitesse qu'en anélasticité, nous présentons les inconvénients liés à certains modèles, notamment lorsque le gradient de vitesse est discontinu. Au chapitre suivant, le "facteur de qualité", qui caractérise l'atténuation est introduit dans un modèle stratifié avec une variation linéaire de l'atténuation en profondeur. On montre que l'amplitude des ondes émergentes peut encore étre calculée analytiquement. On présente ensuite les difficultés auxquelles on se heurte quand on veut lisser la loi de vitesse pour éliminer les discontinuités de gradient. En sus des lissages classiques par splines cubiques, nous proposons un lissage par splines exponentielles qui présente l'avantage d'élimfner définitivement tout point d'inflexion indésirable. Le troisième chapitre est consacré à l'évaluation des intégrales du rai dans le cas d'une variation continue au second ordre de la vitesse dans le milieu et d'une variation continue à l'ordre zéro du facteur de qualité. Deux procédés -numérique et analytique- sont successivement présentés. On expose enfin au dernier chapitre une méthode itérative d'inversion qui à partir des amplitudes de l'onde Pg (propagée dans la croute supérieure) observées à différentes distances le long d'un profil, donne une image détaillée de l'atténuation en fonction de la profondeur jusqu'à sept kilomètres environ. Cette méthode, plus exacte que celles utilisées précédemment, fournit des valeurs relativement élevées du facteur de qualité qui pourraient avoir des répercussions au niveau du calcul du risque sismique.

L'objet de notre travail est l'étude de la sismicité superficielle dans le N.E. de l'Afghanistan. Dans le chapitre 1, nous rappelons dans quel contexte géodynamique se trouve cette région. Nous mettons en évidence la place privilégiée qu'elle occupe. Le chapitre II décrit sommairement comment ont été acquises les données. La localisation des évènements fait l'objet du chapitre III. Essentiellement nous cherchons à évaluer la précision avec laquelle sont déterminées la position de l'épicentre et la profondeur des séismes. Des résultats obtenus, nous dressons des cartes de sismicité (chap. IV). ) L'expérience "Sud-Nouristan" nous ayant fourni un nombre important d'évènements (284) nous faisons une étude statistique de la magnitude et de la profondeur des séismes. Le chapitre V. traite des mécanismes au foyer. Nous en déduisons principalement le sens de mouvement des failles de la région et l'orientation privilégiée de l'axe P. Remises dans le contexte géodynamique, nous essayons d'intégrer toutes ces données dans un modèle sismo-tectonique régional. (Chap. VI)

La croûte intra-océanique du sud-Kohistan comprend les complexes de Spat et Jijal, les amphibolites de Kamila et le complexe de Chilas. Le complexe de Jijal est une intrusion litée constituée de dunite, clinopyroxénite à olivine, websterite, webstérite à grenat et de gabbro à grenat. Mis en place à l'interface manteau croûte, il résulte de la cristallisation fractionnée sous haute pression et haute température (10-12 Kbars; 800- 1100°C) d'un liquide tholéiitique d'arc intra-océanique hautement magnésien. Les roches de Thak Gah (complexe de Chilas) ont cristallisé sous plus faible pression et température (5 - 6 kbars, 800 à 950°C) dans un réservoir magmatique plus superficiel. Les métaplutonites de Chilas et Kamila présentent également des signatures géochimiques analogues à des tholéiites d'arc insulaire. Au contraire, les amphibolites à grains fins du Groupe de Kamila apparaissent comme des métavolcanites de type N-MORB, elles représentent des reliques de croûte océanique et le substratum de l'arc du Kohistan. Plusieurs horizons enrichis en PGE caractérisent le complexe de Jijal. Des enrichissements en Ir,Ru, Ni corrélés au Cr dans les dunites, indiquent que l'irridium et le ruthénium précipitent précocément avec la chromite sous haute fugacité d'oxygène. Des enrichissements en Ir et Ru du même type caractérisent les dunites chromifères des complexes de Thak Gah et de Spat. Dans les webstérites à grenat de Jijal, des sulfures disséminés (chalcopyrite, pentlandite, pyrrhotite± pyrite) et des minéraux du Groupe du platine (témagamite, monchéite, mérenskyite et sperrylite) correspondent à des enrichissements en Ir, Ru, Pt, Pd, Au, Ni et Cu. Ils résultent de la formation d'un liquide sulfuré consécutif à la baisse de f02. Dans les gabbros à grenats, des enrichissements en Pt, Pd et Cu traduisent l'action de fluides hydrothermaux tardi-magmatiques. Ces minéralisations diffèrent de celles du Bushveld. La saturation en soufre induite par les processus de cristallisation sous haute pression apparaît le moteur essentiel des dépôts observés dans les webstérites à grenats. De telles minéralisations représentent un exemple type de dépôts de PGE associés aux arcs insulaires.

Cette étude s'inscrit dans un contexte de demande croissante en ressources en eau, conduisant à mieux contraindre et estimer la distribution des aquifères karstifiés qui représentent une ressource importante, notamment sur le pourtour méditerranéen. Le but de ce travail est d'élaborer une méthode prédictive de la distribution de la karstification et de l'épaisseur de massifs carbonatés karstifiés, notamment pour les karsts profonds. La méthodologie est développée à partir de l'étude des karsts de la plateforme carbonatée téthysienne du Languedoc montpelliérain; région qui a subi une histoire tectonique complexe et polyphasée, entrainant des phases de karstification successives. Elle est basée sur la compréhension des relations entre eustatisme, géodynamique et niveau de base, enregistrées par les paléokarsts de la région. Le remplissage sédimentaire des paléokarsts permet d'identifier les épisodes de karstification et de les dater ; c'est un marqueur des variations -que l'on cherche à quantifier- du niveau de base local responsable de la formation et du comblement des karsts. On analyse 3 paléokarsts d'extension régionale dont on peut étudier : le remplissage karstique, la distribution le long de profils amont-aval et l'extension verticale indicatrice de l'amplitude de l'abaissement du niveau de base dont il est issu. On en déduit les causes géodynamiques à l'origine de leur formation: - Le " paléokarst des bauxites " à remplissage caractéristique, résulte de l'évolution en 2 phases de " l'Isthme Durancien " : altération bauxitique de la couverture néocomienne sur le sud du Massif Central, liée à une inversion au Barrémien, suivi d'une surrection ≥ 1600m à l'Aptien-Albien, causant l'érosion des altérites en amont et le dépôt des bauxites détritiques en aval. - Le " paléokarst à remplissage marin paléocène inférieur " indique des variations du niveau de base local ≥350m dans la zone amont sud-cévenole. On propose que ces variations de niveau de base d'amplitude très supérieures aux variations eustatiques et dans une zone faiblement déformée, résultent d'assèchements et d'ennoiements d'un bassin endoréique à seuil. - Le " paléokarst à remplissage détritique d'origine cévenole ", enregistre la chute du niveau de base au Serravalien-Tortonien, qui se traduit par l'incision de canyons dans l'arrière-pays de la marge du Golfe du Lion. On détermine une surrection de plus de 400 mètres à l'amont, près de 250m dans les blocs faillés intermédiaires et quelques dizaines de mètres dans la zone avale. En parallèle, on établit la géométrie et la distribution actuelles des massifs carbonatés dans la zone d'étude (y compris sous couverture), en construisant un modèle géologique 3D, des Cévennes à la Méditerranée. On intègre les données de sismique réflexion, de forages et les données gravimétriques. La restauration tectonique séquentielle d'une coupe Nord-Sud extraite du modèle géologique permet d'appréhender la position des paléo-niveaux de base par rapport aux massifs carbonatés, pour chaque époque de karstification. On déduit l'organisation 3D des paléo-écoulements à travers la géométrie complexe des massifs carbonatés languedociens, notamment pendant l'évènement messinien. En terme d'évaluation de la ressource en eau, on déduit que: - Les surrections de l'arrière-pays (Crétacé " moyen ", Miocène) produisent des karsts de grande amplitude, mais ne constituent pas de réservoirs significatifs. - La karstification à l'origine de réservoirs exploitables importants et profonds est créée par l'assèchement de bassins endoréiques, qui ont affecté la région au Paléocène inférieur et au Messinien . - Ces deux évènements sont à l'origine de deux principaux réservoirs karstiques profonds qui ont une signature gravimétrique : (1) En amont du chevauchement de Montpellier, entre le Pic Saint Loup, la faille des Matelles et le bassin de l'Hérault, le karst profond se développe sur une épaisseur atteignant 900m, et est attribuée à l'événement du Paléocène. (2) Au Sud du chevauchement de Montpellier les karsts côtiers s'étendent jusqu'à plus de 10 km au large, scellés par une épaisse couverture Miocène et Plio-Quaternaire, et résultent de l'événement Messinien.

L'ophiolite d'Oman permet d'observer les roches mantelliques inaccessibles aux dorsales. Avec cinq diapirs à l'axe (dont Maqsad) et un diapir hors-axe (Mansah), elle permet d'étudier les processus magmatiques en jeu dans les diapirs au niveau de la Zone de Transition au Moho, qui est différente entre les deux types de diapirs avec hors-axe des pyroxénites dans la dunite à la place de gabbros lités à l'axe. Le diapir de Mansah est entouré d'intrusions gabbroïques dans le manteau et la croûte. Les roches hors-axe ont des valeurs d'εNd plus faibles que celles à l'axe qui ont des compositions similaires aux MORB, suggérant une source des liquides plus riche en veines de pyroxénite hors-axe. Les εNd montrent aussi que les pyroxénites et les intrusions gabbroïques sont une suite magmatique. L'abondance de clinopyroxenes hors-axe provient de la réaction entre des liquides provenant de la fusion de veines de pyroxénites avec la harzburgite appauvrie de la lithosphère, ce qui donne à ces clinopyroxènes des compositions appauvries en éléments traces. La présence d'eau provenant de la lithosphère hydratée favorise la cristallisation de ces clinopyroxènes à la place du plagioclase qui doit normalement apparaître à cette profondeur dans la MTZ, ce qui est le cas à l'axe. Le diapir hors-axe pourrait fournir une analogie aux seamounts que l'on trouve actuellement à proximité des dorsales rapides et faire la lumière sur les interactions entre la lithosphère appauvrie et le matériel ascendant hors-axe, ainsi que sur les structures internes de ces seamounts. Ce travail offre des évidences probantes pour l'existence de veines de pyroxénites dans le manteau asthénosphérique sous les dorsales / The Oman ophiolite offers the possibility to study mantle rocks which are inaccessible at mid-ocean ridges. The presence of five on-axis diapirs and an off-axis diapir allows comparison of magmatic processes occurring in these different settings. The Moho Transition Zone is dominated by dunite in both cases, but off-axis includes massive pyroxenites instead of layered gabbro. The off-axis diapir is surrounded by gabbroic intrusions in the crust and mantle, which are not found elsewhere in the ophiolite. While the on-axis samples have εNd values similar to those of MORB, all of the off-axis rocks have less radiogenic Nd suggesting a larger contribution from melting of pyroxenite veins in the off-axis source. The abundance of clinopyroxene in the off-axis MTZ results from the reaction between the pyroxenite-derived melts and the depleted harzburgite of the lithosphere, which explains the highly depleted incompatible trace element compositions of the clinopyroxenes. The presence of water from the hydrated lithosphere favors the crystallization of clinopyroxene instead of plagioclase, which should normally appear at this depth in the MTZ, as is the case on-axis. The gabbroic intrusions in the mantle and crust surrounding the off-axis diapir crystallized from the residual magma produced by the interaction between the pyroxenite-derived melts and the harzburgite. The off-axis diapir could be viewed as an analog to seamounts currently found near fast-spreading ridges, and could provide information on their internal structure. More generally, this study provides compelling evidence for the existence of pyroxenite veins in the asthenospheric mantle beneath mid-ocean ridges