Geólogo / En el presente trabajo se precisa la petrografía, geoquímica y geocronología de un cinturón discontinuo de rocas metamórficas y plutónicas del Paleozoico Superior, y se discute la relación de este con el Complejo Metamórfico Bahía Mansa (CMBM) y Complejo Metamórfico Trafún (CMT) . Las rocas estudiadas se agruparon en dos unidades: Complejo de Basamento Llanquihue (CBL) e Intrusivos Devónicos de Chiloé Continental (IDCC). La unidad CBL corresponde a un prisma de acreción y se ubica en el flanco oriental de la Cordillera de la Costa, entre los 40°30'S y 41°30'S, extendiendose hacia el Este bajo los depósitos sedimentarios de la Cuenca Osorno Llanquihue. Esta unidad se compone por esquistos psammopelíticos, esquistos máficos con afinidad N-MORB (estos obtenidos del fondo de sondajes perforados por ENAP) y riolitas alcalinas de c.397 Ma de edad. La unidad IDCC se ubica en Chiloé Continental y se compone de: la Microdiorita de Pichicolo de c.386 Ma , la Tonalita Milonítica de Lago Rio Blanco de c.400 Ma y la Metagabrodiorita de Lago Rio Blanco. El grado metamórfico del CBL aumenta de sur a norte desde facies Esquistos Verdes hasta facies Epidota-Anfíbola. La deformación del CBL se caracteriza por un régimen de cizalla sinestral y por presentar recristalización del cuarzo y feldespatos producto de milonitización. Dataciones U-Pb SHRIMP en circones detríticos en dos esquistos del CBL indican que estos presentan un importante aporte de circones ígneos de edad Devónica, siendo la edad máxima posible de sedimentación de estos en torno a los 386 Ma. En base a sus caracteristicas geoquímicas, edad y posición morfoestructural, se propone que la Riolita Alcalina de Zarao sería un diferenciado magmático originado en un ambiente oceánico y que el metamorfismo del CBL durante el Devónico Superior podría estar relacionado con la acreción de este contra el margen Oeste de Gondwana. La unidad IDCC presenta un metamorfismo en facies Esquistos Verdes y signos de milonitización. La geoquímica de estos cuerpos muestra anomalías negativas de Nb-Ta y un patrón de REE de pendiente negativa con empobrecimiento relativo de MREE. Esto sugiere que estos magmas se originaron en una zona de supra-subducción producto de la fusión parcial de una fuente mantélica rica en piroxeno. Dado que la signatura isotópica de los circones detríticos Devónicos en esquistos del CMBM es cortical, que los clastos graníticos de edad pre-Carbonífero del metaconglomerado del CMT son geoquímicamente diferentes a los del IDCC, (teniendo estos últimos afinidades mantélicas), se propone que la proveniencia del protolito sedimentario del CBL sería desde el Este (Argentina), de la erosión de cuerpos equivalentes a la Tonalita San Martin, los cuales si presentan una marcada signatura cortical.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'évolution géochimique de la terre doit être abordée par l'étude de sections crustales et de réservoirs mantelliques de différentes compositions à différentes époques géologiques. Ce type de travail doit se concentrer sur révolution d'une suite de roches d'un âge particulier et la comparer ensuite avec des suites d'autres époques géologiques. Le travail présenté dans cette thèse de doctorat se focalise sur des séquences du Protérozoique inférieur (1.8 - 2.0 Ga). Cette époque représente une importante période d'accrétion et de croissance globale des boucliers continentaux. Les articles présentés dans cette thèse traitent de révolution magmatique, ainsi que de 1'accrétion crustale à l'intérieur de l'Orogène de l'Ungava (nord du Québec) d'âge Protérozoïque inférieur. Caractériser la composition de la croûte continentale est essentiel pour comprendre révolution géochimique de la terre. Cet aspect est l'objet du premier chapitre de la thèse, ce dernier décrivant la géologie et la géochimie du terrane de Narsajuaq. Ce terrane représente la racine d'un complexe magmatique d'arc du Protérozoïque inférieur soudé à la marge de la Province du Lac Supérieur vers 1.82 Ga. Le terrane de Narsajuaq est constitué de quatre suites plutoniques différentes couvrant à elles seules plus de 150 Ma d'activité magmatique. Les plutons les plus âgés du terrane de Narsajuaq se trouvent dans la suite "Cape Smith". Celle-là contient des intrusions représentant plus de 60 Ma d'activité plutonique, de 1898 à 1839 Ma. Les plutons de la suite "Cape Smith" sont de composition dioritique, tonalitique et granitique, d'affinités essentiellement calco-alcalines, avec quelques échantillons tholéiitiques. Des enrichissements faibles à modérés de LILE (les éléments hygromagmatophile) et de terres rares, ainsi que des anomalies négatives de Nb et Ti caractérisent ces plutons. La signature isotopique de cette suite est bien définie avec e^ inidal = +3.2 à +1.5 et un rapport 87Sr/86Sr, de 0.7020 - 0.7024. Les plutons de cette suite ont été formés par fractionnement d'une source mantellique légèrement enrichie en LILE et terres rares légères, accompagnée d'une faible composante de contamination crustale attribuée à la subduction de sédiments. Ces plutons recoupent surtout la croûte océanique mafique des Groupes de Watts, Parent et Spartan. La suite dominante du terrane de Narsajuaq, nommée "Older suite", est formée d'une séquence rubanée de dionte-tonalite-granite. Cette séquence présente des concentrations plus élevées et plus variables de LILE et de terres rares que la suite "Cape Smith". Les compositions isotopiques de la "Older suite" sont aussi plus variables que celles de la suite "Cape Smith", avec un e^ initial de +4.0 à -10.7 et un rapport 87Sr/86Sr, de 0.7025 - 0.7048. La "Older suite", mise en place de 1863 à 1844 Ma, est en partie contemporaine de la suite "Cape Smith", n’est postulé que la "Older suite" a été formée sur un fragment de croûte continentale archéene ayant interagi avec des magmas ascendants, produisant ainsi le large spectre de signatures géochimiques et isotopiques observé. Une série de plutons homogènes de tailles kilométriques recoupe la "Older suite" et constitue la suite nommée "Younger suite". Ces plutons ont été mis en place principalement de 1836 à 1821 Ma, avec une série plus jeune se présentant sous forme d'épanchements granitiques très étendus datant de 1803 -1800 Ma. La "Younger suite", composée de plutons de diorite, tonalité et granité, a une signature isotopique et géochimique similaire à la "Older suite". Cependant, les valeurs de e^ initial et de 87Sr/^ Sr, varient plus largement dans la "Younger suite". Ces deux suites de roches semblent avoir une une pétrogénèse et une évolution globalement similaire. Une série distincte de plutons de monzodiorite située presque exclusivement dans la "Younger suite", contient des concentrations très élevées de LILE et de terres rares légères, et a des patrons de terres rares très fractionnés. La fusion pardelle d'une source mantellique enrichie peut expliquer leur signature géochimique. Nous suggérons que la fusion partielle résulte de la délamination d'une plaque subductée, combinée à la remontée de manteau asthénosphénque. Ce dernier aurait été modifié par la subduction, après une0 vil inversion de la géométrie de la zone de subduction entre 1844 et 1836 Ma. Les plutons granitiques les plus jeunes de la "Younger suite" (IVUJ et CNF) contiennent de fortes concentrations de LILE et de terres rares légères. Ils ont des compositions isotopiques qui indiquent un apport significatif d'une composante cmstale (e^d = -4.9 à -6.2 (FVUJ) et -17.5 à -18.5 (CNF)). Ces granites furent mis en place durant les étapes tardives de l'accrétion de l'arc magmatique sur la marge de la Province du Lac Supérieur. Leur generation est attribuée à la fusion partielle de la croûte, causée par l'épaississement tectonique et par l'inïïux de fluides au métamorphisme rétrograde subi par la croûte. La suite nommée "Late suite" se compose d'une série de dykes de syénogranite pegmatitique non-métamorphisés et non-déformés. Ceux-ci recoupent toutes les unités de l'orogène ainsi que de rares plutons granitiques situé essentiellement dans le terrane de Narsajuaq. Cependant, il est à noter que seul un pluton granitique recoupe toute les unités tectono-stratigraphiques. Les dykes de pegmatite ont été mis en place il y a 1758 Ma, alors que les plutons granitiques semblent légèrement plus jeunes, un pluton ayant été daté à 1742 Ma. Une étude géochronologique détaillée de ce pluton (pluton du Lac Duquel) est l'objet du chapitre 4. Cette étude, effectuée à l'aide de la technique de l'abladon par laser ICP-MS, a permis l'identification de zircons hérités, ayant des âges de 1.7 à 3.2 Ga. Plus de 80% de ces âges correspondent à ceux des roches environnantes. Cette étude géochronologique illustre le potentiel de la méthode d'analyse de l'ablation par laser ICP-MS pour déterminer l'histoire crustale d'un pluton granitique. Les données géochimiques, isotopiques et géochronologiques des plutons de la "Late suite" indiquent que l'anatexie crustale est le principal mécanisme ayant produit ces plutons. J Une section crustale composite de 15-20 km d'épaisseur du terrane de Narsajuaq est présenté. Les roches platoniques et sédimentaires de Narsajuaq représentent une section de profondeur intermédiaire d'une croûte d'arc magmatique du Protérozoique inférieur. La parde supérieure de la section crustale est manquante. Cependant, les roches volcaniques du Groupe de Parent pourraient représenter cette dernière. Les métasédiments du Groupe de Sugluk, ainsi que les grandes intrusions granitiques, sont plus abondants vers le sommet de la section crustale, alors que les plutons mafiques sont plus communs vers la base de la section. La détermination de la composition géochimique composite du terrane de Narsajuaq est en cours. Le but est de comparer la composition globale de cette croûte du Protérozoïque inférieur avec des sections de croûtes archéennes et phanérozoïques, afin d'évaluer les variations géochimiques séculaires, au cours du Précambrien principalement, et un particulier à la transition Archéen-Protérozoïque. Une décroissance du rapport (La/Yb)n et un appauvrissement global des terres rares lourdes documentées dans les roches post-Archéennes sont corroborées par les données de la présente étude. Ces variations résulteraient d'un changement fondamental du processus de génération magmatique, allant de la fusion de plaques subductées jusqu'à la fusion du manteau sus-jacent, conséquences du refroidissement séculaire de la terre. Nous désirons poursuivre l'investigation de ces variations géochimiques temporelles pour pouvoir, entre autres, évaluer la signification de la transition Protérozoïque-Archéen. <J Une évaluation des réservoirs mantelliques présents durant la formation des roches de l'Orogène de l'Ungava est l'objet du chapitre 3. Le rifting du socle de la Province du Lac Supérieur, vers 2.04 Ga, a conduit au développement d'une séquence de marge de rift volcanique et d'un bassin océanique caractérisés par de volumineux épanchements magmatiques. Quatre suites distinctes de roches volcaniques furent mises en places durant plus de 100 Ma, reliées à la présence de différents manteaux et réservoirs crustaux (manteau appauvri, manteau enrichi et croûte continentale). Les suites associées avec le rifting continental et le développement d'une marge volcanique incluent: (l) les basaltes continentaux contaminés par la croûte de la Formation Eskimo et du Groupe de Povungnituk occidental et central; (2) les laves mafiques de la Formation de Flaherty, du Groupe de Povungnituk oriental et certaines laves du Groupe de Watts qui ont une signature géochimique et isotopique légèrement enrichie; et (3) les laves alcalines de Povungnituk, hautement enrichies. Durant le développement d'un bassin océanique, un quatrième groupe a été mis en place, comprenant des basaltes magnésiens et des basaltes komatiitiques du Groupe de Chukotat, Des d'Ottawa et quelques échantillons du Groupe de Watts qui ont des compositions géochimiques et isotopiques similaires aux N-MORB. La gamme de compositions magmadques des roches mises en place durant l'événement de rifting et de génération du bassin océanique, procure une fenêtre du manteau à 2.0 Ga et nous permet de définir les compositions des réservoirs mantelliques: pour le manteau appauvri (e^ = +4.5 à +5.5); et pour le manteau enrichi (e^ = +2.5 à +3.5). Le rifting continental peut être associé, ou être contemporain, à l'arrivée d'un diapù- mantellique ayant donné naissance au Groupe de Povungnituk ainsi qu'aux formations d'Eskimo et de Flaherty. La fusion à l'intérieur du diapir mantellique pourrait avoir produit la signature de manteau enrichi des roches, avec contamination crustale superposée à la formation d'Eskimo et au Groupe de Povungnituk occidental. La rupture complète de la croûte a abouti à l'ouverture d'un bassin océanique, dans lequel les Groupes de Watts, de Chukotat et les Iles Ottawa ont été déposés. La plupart de ces roches ont été dérivées du réservoir mantellique appauvri. Cependant le Groupe de Watts contient des laves ayant des caractéristiques de manteau appauvri et enrichi, indiquant l'existence synchrone de ces réservoirs. Un réservoir additionnel qui a servi de source au magmatisme de type arc a aussi été documenté, sur la base des compositions géochimiques et isotopiques des magmas les plus primitifs du terrane de Narsajuaq. Ce réservoir a une composition isotopique de Nd similaire au manteau appauvri. L'étude plus approfondie des différents magmas du terrane de Narsajuaq, présentée au chapitre 2, suggère qu'un réservoirs mantellique enrichi a aussi été impliqué dans la génération des magmas de type arc, c'est à dire dans la formation des monzodiorites de la "Younger suite". Cependant, il est postulé que cet enrichissement était de nature locale, directement relié aux processus de subduction actifs en ce temps. Les similarités chimiques et isotopiques entre les magmas protérozoïques étudiés ici et les magmas contemporains suggèrent que l'interaction entre manteau appauvri, manteau OIB et manteau sub-continental pendant le Protérozoïque est semblable à la situation actuelle. Les processus magmatiques sont donc continus au cours du temps. L'existence de ces réservoirs mantelliques il y a 2.0 Ga, indique de plus que les processus tectoniques et géochimiques responsables de leur origine existaient déjà en ce temps. Le recyclage manteau-croûte aurait donc été actif il y a plus de 2.0 Ga.

Large-volume silicic ignimbrites erupt from reservoirs that vary in composition, temperature, volatile content and crystallinity. The 9.7 Ma Devine Canyon Tuff (DCT) of eastern Oregon is a large-volume (>250 km3), compositionally zoned and variably welded ignimbrite. The ignimbrite exhibits heterogeneous trace element compositions, variable volatile content and crystallinity. These observations were utilized in the investigation into the generation, accumulation and evolution of the magmas composing the DCT. Building off previous research, pumices were selected from the range of trace element compositions and analyzed with respect to crystallinity, mineral abundances and assemblages. The DCT displays a gradational trace element enrichment and decrease in crystallinity from least evolved, dacite, at ~22% crystals to most evolved high-silica rhyolite at 3% crystals. Two distinct mineral populations of feldspar and clinopyroxene were identified in previous work, one belonging to the rhyolitic magma and the other to the dacitic magma. Volatile content derived from melt inclusion Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer analysis revealed an increase in water content from 1.2 to 3.7 wt.% in the most evolved rhyolite. The DCT exhibits low and variable δ18O signatures, 4.52‰ to 5.76‰ , based on δ18O values measured on quartz and sanidine. Low δ18O signatures of all DCT rhyolites suggest the incorporation of hydrothermally altered crust into the melt. Furthermore, quartz phenocrysts from all high-silica rhyolite groups display dark oscillatory zoned cores and Ti-rich bright rims. These data provide insight into how these magmas were generated and subsequently stored in the crust. Commonalities of petrographic and compositional features among rhyolites, especially the zoning characteristics of quartz phenocrysts, exclude the possibility of storage and evolution in multiple reservoirs. Envisioning a scenario where all magmas are stored within a single reservoir prior to eruption and assuming rhyolites A and D are the product of partial melting. The mixing of A and D rhyolites produced rhyolite B, and subsequent mixing of intermediate rhyolite B and end-member rhyolite D generated rhyolite C. However, some trace element inconsistencies, between mixing model and observed intermediate rhyolites suggest a secondary process. Post mixing, rhyolites B and C require some modification by fractional crystallization to account for LREE and other inconsistencies between mixed models and observed rhyolites. Finally, the origin of the dacite is likely through mixing of group D rhyolite and an intrusive fractionated basalt, which could have led to the eruption of the Devine Canyon Tuff.

Parmi les suspensions naturelles, les suspensions magmatiques sont directement impliquées dans des processus géologiques d'importance majeure tels que le volcanisme et la dynamique mantellique et crustale. Au cours du transfert et de la mise en place des magmas, l'influence de la déformation sur les mécanismes de cristallisation des liquides silicatés et sur l'interaction entre structures cristallines et propriétés rhéologiques reste un domaine largement inexploré. L'Orientation Préférentielle de Forme (OPF) des minéraux dans les magmas peut présenter des propriétés directionnelles homogènes à grande échelle. Ces dernières peuvent aussi varier localement en fonction de la rhéologie du magma et donc essentiellement de la fraction cristalline. En retour, le développement de structures localisées est susceptible d'influencer profondément les capacités de transfert et de mise en place.<br />Les premiers travaux de modélisation analogique et de simulation numérique menés en régime de cisaillement simple ont montré que, pour des fractions cristallines inférieures à 45%, l'OPF s'effectue selon deux stades successifs. Pour de faibles déformations, les fabriques minérales peuvent être décrites sur la base du modèle de Jeffery (1922). Pour de grandes déformations, les interactions entre particules et la distribution des rapports de forme des cristaux constituent les paramètres réglant le caractère alors stationnaire de l'OPF. <br />Afin d'accéder à la totalité du domaine de cristallisation et de mesurer in situ les propriétés dynamiques et structurelles des suspensions magmatiques, le projet de recherche développé depuis 2003 s'appuie sur l'approche expérimentale grâce à un autoclave à chauffage interne et pression gazeuse équipé de modules de déformation (presse Paterson). Les deux premiers axes développés sont l'étude des structures et de la rhéologie des suspensions magmatiques sur l'ensemble du domaine de cristallisation et la quantification de la fracturation intra-cristalline aux taux de déformation élevés en conditions tardi-magmatiques et subsolidus. Les premiers résultats de ces travaux permettent d'illustrer le potentiel de la presse Paterson pour la simulation des processus de transport magmatique.

Thèse (M.Sc.T.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2005. / Bibliogr.: f. 124-134. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaHBMH_ate_Cap4.pdf: 2098632 bytes, checksum: 15cc066f3e0965d1c376c0eba3d1be33 (MD5) Previous issue date: 1998-03-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This dissertation describes the igneous suites of the Japi granitoid pluton, intrusive in the Paleoproterozoic gneiss-migmatite complex of the eastern domain of the Serid? Belt, northeastern Brazil. Field relations show that the pluton is affected by strong deformation associated to the Brasiliano orogeny (known as the D3 phase) , with a NW-trending extensionalleft-hand senestral shear zone (the Japi Shear Zone, JSZ) bordering the intrusive body to the west. Four plutonic suites are found in the main pluton and as satellyte intrusions, besides Iate pegmatite and pink leucogranites. An alkaline granitoid suite, dominated by syenogranites bearing sodic augite (and subordinate hornblende), define a main elliptical intrusion. In its northern part, this intrusion is made up by concentric sheets, contrasting with a smaller rounded stock to the south. These granites display a pervasive solid-state S>L fabric developed under high T conditions, characterized by plastic deformation of quartz and feldspar. It is especially, developed along the border of the pluton, with inward dips. A regular magmatic layering is present sometimes, parallel to the tectonic foliation. The syntectonic emplacement as regards to the Brasiliano (D3) event is indicated by the common occurrence of dykes and sheets along transtensional or extensional sites of the major structure. Field relations attest to the early emplacement of the alkaline granites as regards to the other suites. A basic-to-intermediate suite occurs as a western satellyte body and occupying the southern tail of the main alkaline pluton. It comprises a wide variety of compositional terms, including primitive gabbros and gabbro-norites, differentiated to monzonitic intermediate facies containing amphibole and biotite as their main mafic phases. These rocks display transitional high-K calc-alkaline to shoshonitic affinities. Porphyritic monzogranite su?tes commonly occur as dykes and minor intrusives, isolated or associated with the basic-tointermediate rocks. In the latter case, magma mingling and mixing features attest that these are contemporaneous igneous suites. These granites show K-feldspar phenocrysts and a hornblende+biotite+titanite assemblage, displaying subalkaline/monzonitic geochemical affinities. Both suites exhibit SL magmatic fabrics overprinting or transitional to solid-state D3 deformation related to the JSI. Chemical data clearly show that they are related to different parental magmas. Finally, a microgranite suite occurs along a few topographic ridges paralell to the JSI. It comprises dominantly granodiorites with a mineralogy similar to the one of the porphyritic granitoids. However, discriminant diagrams show their distinct calc-alkaline affinity. The granodiorites display an essencially magmatic fabric, even though an incipient D3 solid-state structure may be developed along the JSI. Intrusion relationships with the previous suites, as well as regards to the D3 structures, point to their Iate emplacement. All these suites are intrusive in a Paleoproterozoic, high-grade gneiss-migmatite complex affected by two previous deformation phases (D1, D2). The fabrics associated with these earlier events are folded and overprinted by the younger D3 structures along the JSZ. The younger deformation is characterized by NE-dipping foliations and N/NE-plunging stretching lineations. In the JSZ northern termination the foliation acquires an ENE orientation, containing a stretching lineation plunging to the south. Symmetric kinematic cri teria developed at this site confirms the transpressional termination of the JSZ, as also shown by orthorrombic quartz c-axis patterns. E-W-trending d extra I shear zones developed in the central part of the JSZ are interpreted as antithetic structures associated to the transtensional deformation along the JSZ. This is consistent with its extensional-transcurrent kinematics and a flat-and-ramp geometry at depth, as shown by gravimetric data. The lateral displacement of the negative residual Bouguer anomalies, as regards to the main outcropping alkaline pluton, may be modelized by other deeper-seated granite bodies. Based on numerical modelling it was possible to infer two distinct intrusion styles for the alkaline pluton. The calculated model values are consistent with an emplacement by sheeting for the northern body, as already suggested by satellyte imagery and field mapping. On the other hand, the results point to a transition towards a diapir-related style associated to the smaller. southern stock. This difference in intrusion styles may relate to intensity variations and transtensional sites of the shear deformation along the JSZ. Trace element and Sr and Nd isotopes of the alkaline granites are compatible with their derivation trom a more basic crustal source, as compared to the presently outcropping highgrade gneisses, with participation (or alternatively dominated by) of an enriched lithospheric mantle component. Like other igneous suites in the Serid? Belt, the high LlL contents and fractionated REE patterns of the basic rocks also point to an enriched mantle as the source for this kind of magmatism. Geochemical and isotope data are compatible with a lower crustal origin for the porphyritic granites. On the basis of the strong control of the JSZ on the emplacement of lower crustal (porphyritic and alkaline granites) or lithospheric mantle (basic rocks, alkaline granites or a component of them) magmas, one may infer a deep root for this structure, bearing an important role in magma extraction, transport and emplacement in the Japi region, eastern domain of the Serid? Belt / Os resultados apresentados nesta disserta??o mostram a ocorr?ncia de uma assembl?ia de su?tes ?gneas compondo um pequeno pl?ton granit?ide (o pl?ton de Japi), intrusivo no bloco gn?issico-mignat?tico oriental da Faixa Serid? (o Maci?o S?o Jos? do Campestre), nordeste do Brasil. As rela??es de campo mostram que este corpo ? afetado por forte deforma??o relacionada ao evento Brasiliano (a fase D3 regional), especialmente retratada por uma zona de cisalhamento extensional-transcorrente sinistral, de trend NW, situada adjacente e a oeste do pl?ton (a Zona de Cisalhamento Japi, ZCJ). Quatro su?tes ?gneas s?o individualizadas no pl?ton, al?m de pegmatitos e diques de leucogranitos r?seos, tardios. Uma su?te de granit?ides alcalinos, dominada por sienogranitos com augita s?dica (e subordinadamente hornblenda), comp?e a intrus?o elipsoidal principal. Essa intrus?o, no seu setor norte, ? caracterizada pela coalesc?ncia de sheets conc?ntricos e, no setor mais a sul, por um stock subcircular de menor dimens?o. Esses granitos mostram um fabric de estado s?lido S>L penetrativo, de alto grau, definido pelo estiramento de quartzo e feldspato, desenvolvido especialmente nas bordas do pl?ton, e com mergulhos em dire??o ao interior do corpo. Este fabric se superp?e a um acamamento magm?tico evidenciado pela altern?ncia de bandas m?ficas e quartzo-feldsp?ticas. Alojamento sintect?nico com respeito ao evento D3, ? indicado por sua frequente disposi??o em s?tios transtracionais desenvolvidos durante esta fase. Suas rela??es de campo atestam um posicionamento precoce com rela??o ?s demais su?tes. Uma su?te b?sico-intermedi?ria ocorre como um corpo sat?lite a oeste do maci?o alcalino, e na termina??o em cauda, a sul do maci?o. Compreende uma ampla variedade de termos composicionais, incluindo tipos b?sicos, gabros e gabronoritos, diferenciados a termos intermedi?rios, dominados por composi??es monzon?ticas e parag?nese m?fica definida por anfib?lio+biotita. Em diagramas discriminantes de s?ries magm?ticas, este magmatismo apresenta natureza transicional entre c?lcio-alcalina de alto pot?ssio a shoshon?tica. Uma su?te de monzogranitos porfir?ticos ocorre comumente como diques e intrus?es menores, isoladas ou associadas com as rochas b?sicas-intermedi?rias. Neste ?ltimo caso, fei??es marcantes de magma mingling e mixing s?o indicativas de contemporaneidade de intrus?o entre essas duas su?tes. S?o petrograficamente caracterizados pela presen?a de fenocristais de K-feldspato dispersos na matriz, e pela assembl?ia m?fica hornblenda+biotita+titanita, apresentando afinidade subalcalina/monzon?tica. Ambas as su?tes exibem fabric magm?tico (SL), superposto por, ou transicional a, um fabric tect?nico D3, especialmente desenvolvido ao longo da ZCJ. Os dados qu?micos mostram claramente que estas su?tes se relacionam a diferentes magmas parentais. Por fim, uma su?te microgran?tica ocorre como serras alinhadas adjacentes ? ZCJ. Compreende dominantemente granodioritos com mineralogia similar ?quela apresentada pelos granit?ides porfir?ticos. Todavia, diagramas discriminantes evidenciam sua natureza c?lcio-alcalina. Exibem um fabric essencialmente magm?tico, embora ao longo da ZCJ desenvolvam um fabric de estado s?lido (D3) incipiente. Suas rela??es de intrus?o com as su?tes precedentes, bem como com as estruturas D3, indicam um posicionamento tardio. Estas su?tes s?o intrusivas em um complexo gn?issico-migmat?tico de alto grau metam?rfico, paleoproteroz?ico, afetado por duas fases de deforma??o regional mais antigas (D1. D2). Os fabrics associados a essas deforma??es s?o dobrados e superpostos por um fabric mais jovem (D3). Ao longo da ZCJ, esse fabric ? caracterizado por folia??es (S3/C3) com fortes mergulhos para NE e uma linea??o de estiramento (Lx3) associada, com caimento dominante para N/NE. Na termina??o norte da ZCJ, a folia??o adquire um orienta??o ENE, desenvolvendo uma linea??o Lx3 com caimento para sul. Crit?rios de dupla assimetria desenvolvidos neste setor identificam uma termina??o transpressional da ZCJ, adicionalmente confirmado por padr?es ortorr?mbicos de eixos-c de quartzo. O reconhecimento de cisalhamentos dextrais E-W, de 2? ordem, desenvolvidos na por??o central da ZCJ e interpretados como um par antit?tico dessa estrutura, indicam a atua??o de um componente extensional na dire??o NE, conferindo ? ZCJ um car?ter extensionaltranstracional. Essa cinem?tica ? possivelmente favorecida por uma geometria em pisos e rampas em profundidade. Dados gravim?tricos s?o consistentes com esta hip?tese. O deslocamento lateral das anomalias Bouguer residuais negativas, com rela??o ? localiza??o do pl?ton, conduziu ? admiss?o de corpos gran?ticos maiores em subsuperf?cie, como modelo para ajuste das curvas gravim?tricas observada e calculada. A partir de modelamento num?rico, foi poss?vel determinar dois estilos distintos de intrus?o para o pl?ton alcalino. Os valores obtidos no c?lculo s?o consistentes com um alojamento por diques para a por??o norte deste corpo, como j? sugerido pela an?lise de imagens de sat?lite. Contrariamente, os resultados mostraram uma transi??o no estilo de alojamento para um padr?o que se assemelha a di?piros mais a sul, inferido pela geometria subcircular do stock. Essa diferen?a em estilos de intrus?o deve estar relacionada ? varia??o na intensidade da deforma??o cisalhante e ? disposi??o de s?tios de transtra??o associada ao desenvolvimento da ZCJ. Padr?es de elementos tra?os e dados isot?picos de Sr e Nd para os granitos alcalinos s?o compat?veis com sua deriva??o a partir de uma fonte crustal de composi??o mais b?sica que a encaixante na regi?o, com participa??o (ou alternativamente) de um componente mant?lico geoquimicamente enriquecido. ? semelhan?a de outras su?tes na Faixa Serid?, os altos teores em LlL e padr?es fracionados em ETR das rochas b?sicas conduzem ? interpreta??o de uma fonte mant?lica originalmente enriquecida, envolvida na g?nese desse magmatismo. Dados geoqu?micos e isot?picos s?o compat?veis com uma origem infracrustal para os granit?ides porfir?ticos. A julgar pelo forte controle da ZCJ no alojamento de magmas oriundos da crosta inferior (granitos porfir?ticos e alcalinos) ou manto litosf?rico (dioritos, granitos alcalinos?) ? inferido um enraizamento profundo dessa estrutura, com importante papel na extra??o, transporte e alojamento dos magmas na regi?o de Japi, dom?nio oriental da Faixa Serid?

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

Le comportement rhéologique de suspensions magmatiques synthétiques hydratées a été expérimentalement étudié en déformation coaxiale et en torsion à haute température et haute pression à l’aide d’une presse de type Paterson. Les résultats obtenus illustrent l’influence de la fraction cristalline et de la forme des cristaux sur la rhéologie et le développement des Orientations Préférentielles de Forme (OPF) des particules au sein des suspensions magmatiques. La formation d’une charpente cristalline, associée à une forte hausse de la viscosité, intervient pour des fractions solides comprises entre fs = 0,20 et 0,38 en relation avec le développement de fabriques de type pénétratif. En augmentant la fraction solide (fs = 0,50), le développement d’une fabrique pénétrative, couplé à des bandes de cisaillement bordées de gradients de déformation, engendre un adoucissement de la réponse rhéologique et une hausse moins importante de la viscosité. Pour fs = 0,58, des bandes de cisaillement de type cassant sans gradient de déformation, recoupant une suspension non déformée, apparaissent et contrôlent le fort adoucissement de la réponse rhéologique. La viscosité de la suspension n’augmente plus alors que légèrement. Au-delà de cette fraction cristalline, les suspensions étudiées montrent une forte réduction de la taille et du rapport de forme des cristaux se traduisant par une stabilisation de la réponse rhéologique en fonction de la déformation. Aucune OPF n’a pu être déterminée et une quasistabilisation de la viscosité est observée (comportement mécanique de solide). Toutes les suspensions étudiées se caractérisent par un comportement rhéologique non-Newtonien de type rhéofluidifiant. La dépendance entre le comportement rhéologique des suspensions magmatiques et le développement des microstructures doit être intégrée dans la modélisation de la mécanique des suspensions magmatiques. / The rheological behaviour of synthetic hydrous magmatic suspensions has been experimentally investigated in compression and torsion at high temperatures and pressures in a Paterson press. The results illustrate the influence of the crystal fraction and of the shape of the crystals on the rheology and the Shape Preferred Orientation (SPO) of the particles. A solid particle network, associated with a strong increase of the viscosity, is generated between crystal fractions (fs) of 0.20 and 0.38, with the development of pervasive fabrics. With increasing the crystal fraction (fs = 0.50), shear bands bordered by symmetrical deformation gradients crosscut the pervasive fabric, resulting in a weakening in the rheological behaviour of the suspension. The increase of the viscosity with increasing cristallinity of the suspension becomes less important. At fs = 0.58, brittle shear bands without deformation gradients crosscut an undeformed suspension and lead to a strong weakening of the rheological behaviour which explains the small increase of the viscosity of the suspension with increasing crystal fraction. Above this crystal fraction, suspensions show a strong reduction of the crystal size and shape ratio. No SPO has been determined but the near-stabilisation of the viscosity, coupled with a stabilisation of the stress with strain, is consistent with a solid-like mechanical behaviour at these high crystallinities. All studied suspensions are characterized by a non-Newtonian, shear thinning rheological behaviour. Our results and, in particular, the dependence between the rheological behaviour and the development of crystal microstructures, need to be integrated in mechanical models of magmatic suspensions.

Dans cette thèse, nous étudions le concept d’algèbre pré-Lie libre engendrée par un ensemble (non-vide). Nous rappelons la construction par A. Agrachev et R. Gamkrelidze des bases de monômes dans les algèbres pré-Lie libres. Nous décrivons la matrice des vecteurs d’une base de monômes en termes de la base d’arbres enracinés exposée par F. Chapoton et M. Livernet. Nous montrons que cette matrice est unipotente et trouvons une expression explicite pour les coefficients de cette matrice, en adaptant une procédure suggérée par K. Ebrahimi-Fard et D. Manchon pour l’algèbre magmatique libre. Nous construisons une structure d’algèbre pré-Lie sur l’algèbre de Lie libre $\mathcal{L}$(E) engendrée par un ensemble E, donnant une présentation explicite de $\mathcal{L}$(E) comme quotient de l’algèbre pré-Lie libre $\mathcal{T}$^E, engendrée par les arbres enracinés (non-planaires) E-décorés, par un certain idéal I. Nous étudions les bases de Gröbner pour les algèbres de Lie libres dans une présentation à l’aide d’arbres. Nous décomposons la base d’arbres enracinés planaires E-décorés en deux parties O(J) et $\mathcal{T}$(J), où J est l’idéal définissant $\mathcal{L}$(E) comme quotient de l’algèbre magmatique libre engendrée par E. Ici, $\mathcal{T}$(J) est l’ensemble des termes maximaux des éléments de J, et son complément O(J) définit alors une base de $\mathcal{L}$(E). Nous obtenons un des résultats importants de cette thèse (Théorème 3.12) sur la description de l’ensemble O(J) en termes d’arbres. Nous décrivons des bases de monômes pour l’algèbre pré-Lie (respectivement l’algèbre de Lie libre) $\mathcal{L}$(E), en utilisant les procédures de bases de Gröbner et la base de monômes pour l’algèbre pré-Lie libre obtenue dans le Chapitre 2. Enfin, nous étudions les développements de Magnus classique et pré-Lie, discutant comment nous pouvons trouver une formule de récurrence pour le cas pré-Lie qui intègre déjà l’identité pré-Lie. Nous donnons une vision combinatoire d’une méthode numérique proposée par S. Blanes, F. Casas, et J. Ros, sur une écriture du développement de Magnus classique, utilisant la structure pré-Lie de $\mathcal{L}$(E). / In this thesis, we study the concept of free pre-Lie algebra generated by a (non-empty) set. We review the construction by A. Agrachev and R. Gamkrelidze of monomial bases in free pre-Lie algebras. We describe the matrix of the monomial basis vectors in terms of the rooted trees basis exhibited by F. Chapoton and M. Livernet. Also, we show that this matrix is unipotent and we find an explicit expression for its coefficients, adapting a procedure implemented for the free magmatic algebra by K. Ebrahimi-Fard and D. Manchon. We construct a pre-Lie structure on the free Lie algebra $\mathcal{L}$(E) generated by a set E, giving an explicit presentation of $\mathcal{L}$(E) as the quotient of the free pre-Lie algebra $\mathcal{T}$^E, generated by the (non-planar) E-decorated rooted trees, by some ideal I. We study the Gröbner bases for free Lie algebras in tree version. We split the basis of E- decorated planar rooted trees into two parts O(J) and $\mathcal{T}$(J), where J is the ideal defining $\mathcal{L}$(E) as a quotient of the free magmatic algebra generated by E. Here $\mathcal{T}$(J) is the set of maximal terms of elements of J, and its complement O(J) then defines a basis of $\mathcal{L}$(E). We get one of the important results in this thesis (Theorem 3.12), on the description of the set O(J) in terms of trees. We describe monomial bases for the pre-Lie (respectively free Lie) algebra $\mathcal{L}$(E), using the procedure of Gröbner bases and the monomial basis for the free pre-Lie algebra obtained in Chapter 2. Finally, we study the so-called classical and pre-Lie Magnus expansions, discussing how we can find a recursion for the pre-Lie case which already incorporates the pre-Lie identity. We give a combinatorial vision of a numerical method proposed by S. Blanes, F. Casas, and J. Ros, on a writing of the classical Magnus expansion in $\mathcal{L}$(E), using the pre-Lie structure.

La pratique du mariage entre apparentés au sein de la population libanaise, favorisée par des raisons sociales, religieuses, géographiques et aussi politiques, a vu apparaître des sous-groupes de populations de taille plus ou moins réduite, parfois à la limite d’isolats génétiques. Ceci a engendré une augmentation de la prévalence des maladies autosomiques récessives fréquentes mais aussi et surtout rares. Parmi ces dernières, les chondrodysplasies ont retenu notre attention. Elles sont caractérisées par un retard statural dû à un défaut du processus d’ossification endochondale, qui est responsable de la croissance des os longs. Au cours de ces dernières décennies, plus de 230 gènes responsables d’environ 400 maladies osseuses constitutionnelles ont été identifiés. Cependant, les bases moléculaires d'une centaine de dysplasies osseuses restent, à ce jour, inconnues. L’identification de gènes codant pour des protéines de nature extrêmement variée a contribué à la compréhension du mécanisme complexe d’ossification endochondrale. Mon travail de thèse, réalisé en cotutelle entre l’équipe de recherche « Bases moléculaires et physiopathologiques des chondrodysplasies » de l’hôpital Necker enfants-malades, à Paris en France et l’Unité de Génétique Médicale (UGM) de l’Université Saint-Joseph au Liban, a consisté à identifier des gènes impliqués dans des dysplasies osseuses autosomiques récessives dans quatre familles libanaises consanguines. Dans ce cadre, différentes stratégies ont été adoptées. La première a été une stratégie d’intersection des variations détectées par le séquençage de l’exome de deux patients, atteints d’une forme sévère de dysplasie spondylodysplastique létale et issus de deux familles libanaises consanguines et non apparentées (Familles A et B). Nous avons identifié une mutation homozygote du gène MAGMAS (NM_016069, p.Asn76Asp) (Mitochondria-associated granulocyte macrophage CSF-signaling molecule) à l’origine de la maladie dans les deux familles A et B. MAGMAS est une protéine associée à la mitochondrie et impliquée dans la régulation de l’import actif des protéines vers la matrice mitochondriale. Par immunohistochimie, nous avons montré que MAGMAS est spécifiquement exprimée au niveau de l’os et de la zone hypertrophique du cartilage. MAGMAS, ayant une fonction cruciale pour la survie, est très conservé entre les espèces. Après avoir généré des souches de levures exprimant une copie normale ou mutée du gène humain MAGMAS, nous avons validé l’effet délétère de la mutation p.Asn76Asp, i) sur la croissance des levures, en montrant que les souches portant le gène humain muté présentent un caractère thermosensible, ii) sur la fonction d’import des protéines vers la matrice mitochondriale, qui est altérée dans les souches mutées et iii) sur la stabilité de la protéine. Nous avons également observé un effet de la mutation sur la morphologie des mitochondries et des peroxysomes des cellules de levures, suggérant une induction de l’autophagie dans les souches de levures portant la mutation p.Asn76Asp. L’identification de mutations de MAGMAS dans une dysplasie osseuse sévère, permet d’attribuer à cette protéine un rôle spécifique dans le processus complexe d’ossification endochondrale. La deuxième stratégie a été une combinaison, au sein d’une même famille, d’une stratégie de cartographie par homozygotie et du séquençage de l’exome d’un seul patient. Cette approche a été utilisée dans une famille consanguine avec 3 enfants atteints porteurs d’une dysplasie rhizomélique (Famille C). Nous avons identifié une mutation homozygote du gène NWD1 (NACHT and WD repeat domain containing 1) (NM_001007525, p.Cys1376Tyr) responsable de la maladie dans cette famille C. Ce gène code pour une protéine ayant des domaines WD répétés qui lui confèrent un rôle dans divers mécanismes comme la transduction de signal, la régulation de la transcription, le transport vésiculaire et le contrôle du cycle cellulaire. (...) / Social, religious, geographic and political reasons have favored the consanguineous marriage in the Lebanese population. This led to an increase in the prevalence of autosomal recessive disorders, especially the rare entities including chondrodysplasias. This group of diseases is due to an impairment of the endochondral ossification process. Causative mutations have now been identified in over 230 different genes in more than 400 unique skeletal phenotypes. However, the genetic basis of over 100 different entities remains to be determined. My PhD research project, held between the research group « Bases moléculaires et physiopathologiques des chondrodysplasies » of Necker enfants-malades hospital (INSERM U781, PARIS, France) and the Medical Genetics Unit of Saint-Joseph University (Lebanon), aims to identify genes involved in autosomal recessive skeletal dysplasias in four consanguineous Lebanese families. Different strategies were carried out: the first consists in overlapping data from whole exome sequencing of two patients affected by a new lethal type of spondylodysplastic dysplasia and issued from two consanguineous unrelated Lebanese families (Families A and B). Here, we report a homozygous missense mutation in the Mitochondria-associated granulocyte macrophage CSF-signaling gene (MAGMAS: NM_016069, p.Asn76Asp) in this severe skeletal dysplasia. MAGMAS, also referred to as PAM16, is a mitochondria-associated protein, involved in pre-proteins import into mitochondria and essential for cell growth and development. We demonstrate that MAGMAS is expressed in trabecular bone and cartilage at early developmental stages underlining its specific role in skeletogenesis. We also give strong evidence of the deleterious effect of the identified mutation on the stability of the protein, its in-vivo activity and the viability of yeast strains. We also show that the mutation is able to induce autophagy in yeast cells. Reporting deleterious MAGMAS mutation in a skeletal dysplasia supports a key and specific role for this mitochondrial protein in ossification. Additional studies would be of interest to further understand the specific role of magmas in ossification. The second strategy was to combine, in a consanguineous family, homozygosity mapping with whole exome sequencing of one of the patients. This strategy was undertaken in family C with 3 patients affected by a rhizomelic dysplasia. It allowed us to identify a homozygous missense mutation in the NWD1 gene (NACHT and WD repeat domain containing 1: NM_001007525, p.Cys1376Tyr) as responsible for the skeletal dysplasia in this family. NWD1 belongs to a large group of WD-repeat domain-containing proteins that are involved in different physiological mechanisms such as signal transduction, transcription regulation, vesicular transport and cell cycle control. (...)