Os Plutons Palermo (ca. 250 km2) e Rio Negro (ca. 130 km2) afloram na região Alto Rio Negro (PR) e fazem parte da Província Graciosa, uma província Neoproterozóica (ca. 580 Ma) constituída por granitos e sienitos na região S-SE do Brasil. Em ambos os plutons afloram variedades de rochas graníticas, predominantes, e gabro-dioríticas, bem como rochas híbridas, principalmente granodioritos. Estes plutons apresentam zonamento em geral bem marcado, que é tipicamente inverso caso do Pluton Rio Negro. As rochas graníticas principais correspondem a sieno- e monzogranitos predominantes e álcali-feldspato granitos e quartzo monzonitos subordinados de natureza metaluminosa a levemente peraluminosa. São rochas com estruturas maciças e texturas variadas que apresentam como associação mineral máfica típica hb + bi ± all + zr + ap ± ti + mt + ilm); as rochas gabro-dioríticas incluem gabro-dioritos e quartzo monzogabro-dioritos metaluminosos com estruturas maciças e granulações fina a média, caracterizadas pela associação cpx ± opx + hb + bt ± ti ± ap ± zr. A composição dos plagioclásios nestas rochas varia no intervalo de labradorita a andesina. As rochas híbridas são principalmente granodioritos que se caracterizam por uma variedade de estruturas e texturas indicativas de desequilíbrio, compatíveis com processos de coexistência e mistura parcial entre líquidos ácidos e básico-intermediários que formaram os granitos principais e os gabro-dioritos. Estas rochas são mais comuns no Pluton Rio Negro. A associação mineral máfica é similar, mas com abundâncias distintas de fases, à observada para os granitos principais. Nas rochas graníticas os anfibólios são Fe-hornblenda e Fe-edenita, com valores 0,65 < fe# < 0,95, os valores mais elevados ocorrendo nos álcali-feldspato granitos, as biotitas apresentam 0,71 < fe# < 0,99, observando-se que o componente annítico é também maior nestas últimas rochas. No caso das rochas gabro-dioríticas, os valores fe# variam entre 0,48 e 0,59, 0,41 e 0,56, 0,47 e 0,53 e 0,54 a 0,57 para ortopiroxênio, clinopiroxênio, anfibólio e biotita, respectivamente. As composições médias de orto- e clinopiroxênio coexistentes são \'Wo IND.46\'\' En IND.30\'\' Fe IND.24\' e \'Wo IND.3\'\' En IND.42\'\'Fe IND.55\' e a sugerem uma possível afinidade toleítica, ou cálcio-alcalina, para magma original. Os padrões de elementos terras raras revelam fatores de enriquecimento entre 1-10, 50-70, 100-300 em relação à composição condrítica para ortopiroxênio, clinopiroxênio e anfibólio nas rochas estudadas, com fracionamento bem marcado dos elementos leves em relação aos pesados no ortopiroxênio, não observado no caso de clinopiroxênio e anfibólio. Todos os padrões são caracterizados por anomalia negativa bem marcada de Eu. As pressões de cristalização dos magmas foram estimadas entre 1-3,5 kbar, mas os valores acima de ca. 2 kbar possivelmente não tenham significado real, dadas as composições mais ferroanas dos anfibólios. Temperaturas de saturação de zircão e/ou apatita e de equilíbrio entre orto- e clinopiroxênio, anfibólio-plagioclásio indicam intervalos de cristalização entre ca. 1000 e 750° C para as rochas gabro-dioríticas e entre ca. 900 e 670° C para os granitos principais. As paragêneses minerais e os valores obtidos para o número fe# em biotita em equilíbrio com feldspato alcalino e magnetita apontam para condições de cristalização relativamente oxidantes para as rochas félsicas, exceto os álcali-feldspato granitos, e máfico-intermediárias, superiores ao tampão QFM. / The Palermo (ca. 250 km2) and Rio Negro (ca. 130 km2) Plutons crop out in the so called Alto Rio Negro region , Parana state, making part of the Graciosa Province, a NeoProterozoic province (ca. 580 Ma) constituted by granites and syenites in S-SE Brazil. The plutons are made predominant granitic rocks, gabbro-diorites, as well as hybrid rocks constituted mainly by granodiorites. Both plutons show compositional a zoning pattern, which is inversed in the case of the Rio Negro Pluton. The main granitid rocks are mainly metaluminous to slightly peraluminous syeno- and monzogranites with subordinate quartz monzonites and alkcali-feldspar granites. They show a massive structure and a variety of textures, with hb + bi ± all + zr + ap ± ti + mt + ilm as the typical mafic mineral association. Gabbro-dioritic rocks include fine- to medium-grained metaluminous gabro-diorites and quartz monzogabrros and diorites with massive strucure characterized by the mafic mineral associations with cpx ± opx + hb + bt ± ti ± ap ± zr. In these rocks, the plagioclase compositions vary between labradorite and andesine. Hybrid rocks are mainly granodiorites characterized by several strucures and textures indicative of desiquilibrium and mingling/partial mixing between the silicic and basic-intermediate melts that formed the mainn granites and the gabbro-diorites. Such rocks are more abundant in the Rio Negro Pluton. The mafic mineral association is similar, but in contrasted relative abundance, to the ones found in the main granites. In the main granites the amphiboles are Fe-horblende and Fe-edenite, with 0.65 < fe# < 0.95, the higher among these values appearing in the alkali-feldspar granites. Biotite present 0.70 < fe# < 0.99 and the annitic component are also higher in the later rocks. In the case of the gabbro-dioritic rocks, the fe# numbers range between 0.48 and 0.59, 0.41 and 0.56, 0.47 and 0.53 and 0.54 and 0.57 in ortopyroxene, clinopyroxene, amphibole and biotite, respectively. The averaged compositions of coexisting orto- and clinopyroxene are \'Wo IND.46\'\'En IND.30\'\'Fe IND.24\' and \'Wo IND.3\'\'En IND.42\'\'Fe IND.55\' and suggest a tholeiitic or calk-alkaline nature of the original melts. Rare earth element patterns reveal enrichment factors up to 1-10, 50-70, 100-300 relative to the chondritic composition in ortopyroxene, clinopyroxene and amphibole, respectively, with a well marked fractionation of the heavy over the light rare earths in the case of the ortopyroxene, a feature not observed in clinopyroxene and amphibole. All patterns show a notable Eu negative anomaly. Melts crystallization pressures were estimated to be between 1 and 3.5 kbar; however values higher than ca. 2 kbar seems to be unrealistic given the ferroan compositions of some amphiboles. Zircon and apatite saturation temperatures coupled with ortopyroxene-clinopyroxene and amphibole-plagioclase equilibrium temperatures suggest crystallization intervals between ca. 1000 - 750° C in the case of the gabbro-diorites and ca. 900 - 670° C in the case of the main granites. Mineral paragenesis and fe# values in biotite in equilibrium with alkali-feldspar and magnetite suggests relative oxidizing crystallization conditions for the acid and basic-intermediate melts, higher than the QFM buffer, the alkali-feldspat granites being a possible exeption.

Les granites peralumineux sont les acteurs principaux de la différentiation de la croûte continentale et représentent un enjeu sociétal important car ils sont associés à de nombreux gisements métallifères. Dans la chaîne hercynienne européenne, la majorité des gisements hydrothermaux d'uranium (filons ou épisyenites) sont associés à des leucogranites peralumineux d'âge tardi-carbonifère. Ainsi dans le Massif armoricain, 20000 t d'uranium (U) (~20% de la production historique française), ont été extraites des gisements associés aux leucogranites de Mortagne, Pontivy et Guérande. L'objectif de ce travail est de mieux comprendre le cycle de l'uranium dans la chaîne hercynienne armoricaine depuis la source des leucogranites, leur évolution et leur mise en place dans la croûte supérieure jusqu'à leur lessivage par des fluides, la formation des gisements puis leur exhumation en sub-surface. Dans ce but, des données pétro-géochimiques, géochronologiques et thermochronologiques ont été obtenues sur les leucogranites de Guérande, Pontivy et leurs gisements d'uranium associés. Les leucogranites de Guérande et de Pontivy se sont mis en place, respectivement, à ca. 310 Ma dans une zone de déformation extensive dans le domaine interne de la chaîne et ca. 315 Ma dans le domaine externe le long du cisaillement sud armoricain (CSA), une faille décrochante d'échelle lithosphérique. Les deux leucogranites sont issus d'un faible taux de fusion partielle de métasédiments détritiques et d'orthogneiss peralumineux, la fusion de ces derniers ayant vraisemblablement joué un rôle majeur dans la richesse en uranium des leucogranites. La fusion de la croûte continentale dans la zone interne de la chaîne a été induite par l'extension tardi-orogénique alors que la fusion de la croûte mais aussi du manteau dans la zone externe était probablement contrôlée par une déformation décrochante diffuse. La cristallisation d'oxydes d'uranium magmatiques dans les facies les plus évolués des leucogranites au moment de leur mise en place a été vraisemblablement rendue possible grâce à l'action combinée de la cristallisation fractionnée et d'une activité magmatique-hydrothermale diffuse. De ca. 300 Ma à 270 Ma, une activité tectonique fragile le long du CSA et des détachements a permis l'infiltration de fluides météoriques oxydants en profondeur induisant la mise en solution des oxydes d'uranium des leucogranites. Ensuite, les fluides ont précipité leur U dans des failles ou des fentes de tension à proximité du contact avec des lithologies sédimentaires avec un caractère réducteur variable. Les leucogranites étaient toujours en profondeur à des températures supérieures à 120°C au moment de la formation des gisements et leur exhumation en sub-surface n'est pas enregistrée avant le Trias ou le Jurassique. Ce modèle métallogénique n'est probablement pas exclusif au Massif armoricain car la période de formation des gisements d'U dans la région entre 300 et 270 Ma est la même que dans l'ensemble de la chaîne hercynienne européenne. / Peraluminous leucogranites are the principal actors for the differentiation of the continental crust and play an important economic role because they are commonly associated with significant metalliferous deposits. Most hydrothermal uranium (U) deposits (vein or episyenite types) from the European Hercynian belt are spatially associated with Carboniferous peraluminous leucogranites and in the French Armorican Massif (western part of the European Hercynian belt) 20000 t of U (~20 % of the French production) were extracted from the deposits associated with the Mortagne, Pontivy and Guérande leucogranites. The objective of this work is to improve our knowledge about the U cycle in the Armorican Hercynian Belt from the leucogranites sources, their evolution and emplacement in the upper crust to U leaching, deposit formation and leucogranites exhumation at the subsurface level. For that purpose, petro-geochemical, geochronological and thermochronological data were obtained on the Guérande and Pontivy leucogranites as well as their spatially associated U deposits. The Guérande leucogranite was emplaced ca. 310 Ma ago in an extensional deformation zone in the internal domain of the belt whereas the Pontivy leucogranite was emplaced ca. 315 Ma ago in the external domain along the South Armorican Shear Zone (SASZ), a lithospheric scale wrench fault. Both leucogranites were formed by a low degree of partial melting of detrital metasediments and peraluminous orthogneisses; the fusion of the latter probably played a major role in the generation of U rich leucogranites. Partial melting of the crust in the internal zone of the belt was triggered by late orogenic extension whereas partial melting of the crust but also the mantle in the external zone was likely controlled by pervasive wrenching. The crystallization of magmatic uranium oxides in the most evolved leucogranitic facies was induced by fractional crystallization and probably enhanced by magmatic-hydrothermal processes. From ca. 300 to 270 Ma, a fragile tectonic activity along detachments and the SASZ, allowed for the infiltration at depth of meteoric oxidizing fluids, able to dissolve magmatic uranium oxides in the leucogranites. These fluids have then precipitated their U in faults or tension gashes close to the contact with sediments having a variable reducing character. The leucogranites were at depth above 120°c during the formation of U deposits and the exhumation of these intrusions did not occur before the Trias or the Jurassic. The proposed metallogenic model is likely not exclusive to the Armorican Massif as the timing of U deposits formation in the region from ca. 300 to 270 Ma is similar to the main U mineralizing event in the whole European Hercynian belt.

Dans le cadre de la recherche sur le conditionnement des déchets nucléaires issus des combustibles usés, de nouvelles formulations vitreuses sont à l’étude. Ces nouvelles matrices doivent être capables d’incorporer une importante teneur en produits de fission et actinides mineurs (PFA) tout en présentant d’excellentes propriétés en termes d’homogénéité, stabilité thermique, comportement à long terme et faisabilité technologique. Cette étude s’intéresse aux verres dits « peralumineux », c’est-à-dire à des verres présentant un excès d’ions aluminium vis-à-vis des ions compensateurs de charges (Na⁺, Li⁺ et Ca²⁺). Une approche par plan d’expériences a été réalisée afin de déterminer les relations entre la composition de systèmes peralumineux simplifiés à sept oxydes (SiO2 – B2O3 – Al2O3 – Na2O – Li2O – CaO – La2O3) et leurs propriétés physico-chimiques : viscosité, température de transition vitreuse et microstructure. Une étude structurale réalisée par spectroscopie RMN a également permis de mieux définir les rôles structuraux de Na⁺, Li⁺ et Ca²⁺ au sein des verres peralumineux ainsi que l’organisation structurale de ces matrices. Par la suite, des verres peralumineux complexes ont été élaborés et caractérisés afin d’une part, de valider la transposition des résultats entre verres simplifiés et verres complexes et d’autre part, de souligner la potentialité des verres peralumineux comme matrice de conditionnement. / Part of the Research and Development program concerning high level nuclear waste conditioning aims to assess new glass formulations able to incorporate a high waste content with enhanced properties in terms of homogeneity, thermal stability, long term behavior and process ability. This study focuses on peraluminous glasses, defined by an excess of aluminum ions Al³⁺ in comparison with modifier elements such as Na⁺, Li⁺ or Ca²⁺. A Design of Experiment approach has been employed to determine relationships between composition of simplified peraluminous glasses (SiO2 – B2O3 – Al2O3 – Na2O – Li2O – CaO – La2O3) and their physical properties such as viscosity, glass transition temperature and glass homogeneity. Moreover, some structural investigation (NMR) was performed in order to better understand the structural role of Na⁺, Li⁺ and Ca²⁺ and the structural organization of peraluminous glasses. Then, physical and chemical properties of fully simulated peraluminous glasses were characterized to evaluate transposition between simplified and fully simulated glasses and also to put forward the potential of peraluminous glasses for nuclear waste containment.

Η παρούσα έρευνα αναφέρεται στην πετρολογική και κοιτασματολογική μελέτη του πλουτωνίτη της νήσου Τήνου και την συνδεδεμένη μ' αυτόν μεταλλοφορία σεελίτη (βολφραμιούχος) τύπου skarn. Ο ασβεσταλκαλικού χαρακτήρα πλουτωνίτης δείχνει τεκτονικού-θερμομεταφορικού τύπου επαφή με τα πετρώματα του πλαισίου. Συνίσταται άπό δύο βασικές λιθολογικές φάσεις: έναν μεταργιλικού χαρακτήρα βιοτιτικό-κεροστιλβικό γρανοδιορίτη που τοποθετήθηκε γύρω στους 17 Μα σε καθεστώς συμπίεσης σε θερμοκρασία ~770οC και πίεση ~5,2 Kbars. Ο γρανοδιορίτης προήλθε από ένα μάγμα που ήταν αποτέλεσμα μερικής τήξης υλικών μανδυακής προέλευσης και πετρωμάτων του ανώτερου φλοιού. Ο δεύτερος λιθότυπος πλουτωνίτη είναι ένας περιφερειακά αναπτυσσόμενος υπεραργιλικός γρανιτικός - βιοτιτικός λευκογρανίτης. Ο λευκογρανίτης τοποθετήθηκε γύρω στα 14 Μα σε καθεστώς διαστολής σε θερμοκρασία ~680οC και πίεση ~2Kbars. Κρυσταλλώθηκε από μάγμα που προήλθε από την μερική τήξη του γρανοδιορίτη και των περιβαλλόντων μεταϊζημάτων. Γύρω από τον πλουτωνίτη σχηματίσθηκε άλως επαφής πάχους ~1km. Μέσα στην ζώνη του πυροξενικού κερατίτη εντοπίστηκαν σε δύο περιοχές της δυτικής επαφής του πλουτωνίτη οι σχηματισμοί skarn πυροξένου - γρανάτη. Ο τύπος του skarn είναι "οξειδωτικός" εντούτοις διατηρούνται υπολέιμματα του αναγωγικού σταδίου (πλούσιοι σε εδεμβεργίτη πυρόξενοι και πλούσιοι σε γροσσουλάριο πυρήνες γρανατών που έχουν υποστεί ανθρακορρωγμάτωση). Η μεταλλοφορία του σεελίτη εντοπίστηκε μέσα στην ζώνη του πυροξενικού κερατίτη ως αποτέλεσμα διηθητικών - μετασωματικών διαδικασιών. Οι μεγακρύσταλλοί του βρίσκονται σε ισορροπία με τον υδροθερμικό γρανάτη (ζωνώδεις κρύσταλλοι πλούσιοι σε ανδραδίτη με παλμική ζώνωση και ανισοτροπία) και έχουν αποτεθεί σε θερμοκρασία ~375 οC (από ρευστά εγκλείσματα) και πίεση μικρότερη των 500 bars. / The present work is a petrological and mineralization study of the Tinos pluton and particularly of the tungsten skarn ie scheelite mineralization associated with this intrusion. the calcalkaline pluton displays a thermal - tectonic contact with the country rocks. It consists of two lithotypes: a metaluminous biotite- hornblende granodiorite and emplaced ca.17Ma under compression at T~700oC and P ~ 5.2kbars. The granodiorite represents a partial melt of mantle derived and upper crustal materials. The second lithotype of Tinos pluton is a peripherally occurring metaluminous garnet - biotite leucogranite that was emplaced ca. 14Ma at T ~ 680oC and P ~ 2kbars. The leucogranite crystallized from a magma representing a hybrid partial melt from the granodiorite and the encasing metasedimentary rocks. A contact halo of ~1km was formed around the Tinos pluton. In the pyroxene hornfels zone in the western part of the halo, mineralized pyroxene - garnet skarns were developed in two areas as a result of pyrometasomatism followed by infiltration metasomatism. The type of the Tinos skarn is "oxidized" however retains "reduced" characteristics such as hedenbergite and garnet rich in grossular component. The carbofractured grossular garnet cores with hourglass twinning are overgrown by anisotropic, oscillatory - zoned andradite - rich mantles. The scheelite megacrysts are in equilibrium with the latter, hydrothermal garnet. Fluid inclusion studies indicate that the scheelite has crystallized at T~375oC and pressure lesser than 500bars.

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Cette thèse est consacrée à la croissance et à la remobilisation crustales au Pan-Africain dans le Sud du massif du Ouaddaï au Tchad, situé à la marge Sud du Métacraton du Sahara et au Nord du Craton du Congo. La cartographie du secteur d'étude a permis de distinguer des roches métasédimentaires comprenant des niveaux d'amphibolites et intrudées par des roches plutoniques de composition intermédiaire à felsique. Les amphibolites correspondent à des basaltes tholeiitiques dérivés de la fusion partielle d'un manteau appauvri (ƐNd540= 4). Les roches felsique, représentées par des leucogranites de type-S, donnant des âges U-Pb sur zircon de 635 ± 3 Ma et 612 ± 8 Ma, sont issues de la fusion partielle des métasédiments. Les granitoïdes potassiques calco-alcalin de type-I, donnant un âge U-Pb sur zircon à 538 ± 5 Ma, incluant une monzonite à pyroxène de nature shoshonitique datée autour de ca. 540 Ma, sont caractérisées par des signatures isotopiques radiogéniques (ƐNd620= -4 et -15) et sont attribuées à la fusion partielle d'un manteau enrichi plus ou moins contaminé. Les roches métasédimentaires sont caractérisées par une foliation composite S0 /S1-2 de direction NE-SW qui est associée à des plis isoclinaux P1 et P2 d'échelle centimétrique à hectométrique et qui porte une linéation L1-2 plongeant faiblement vers le NW. Cette foliation est également affectée par des plis droits ouverts P3 associés à une schistosité de plan axial S3 fortement pentée vers le NNW ou le NW. La présence de grains de zircon détritiques et leurs signatures Hf comprenant une composante héritée Archéenne à Paléoprotérozoique indique que les roches métasédimentaires sont issues de l'érosion des cratons voisins et un dépôt au début du Néoprotérozoique.[...] / This thesis is devoted to crustal growth and Pan-African reworking in the south of the Ouaddaï massif in Chad, located at the southern margin of the Sahara Metacraton and north of the Congo Craton. Geologic mapping has allowed to identify metasedimentary units alternating with amphibolites and intruded by plutonic rocks with intermediate to felsic composition. Amphibolites correspond to pre-tectonic tholeiitic basalts derived from the partial melting of the depleted mantle (ƐNd540= 4). The felsic rocks, represented by S-type leucogranites yielding U-Pb zircon ages of 635 ± 3 Ma and 612 ± 8 Ma, are derived from the partial melting of metasediments. High-K calc-alkaline I-type granitoids yielding U-Pb zircon ages at 538 ± 5 Ma, and including a shoshonitic pyroxene-monzonite yielding U-Pb zircon ages at 538 ± 5 Ma are characterized by radiogenic isotopic signatures (ƐNd540= -4 et -15) and are partial melting of an enriched mantle with a potential impact of mixing of mantle and crustal-derived magmas. Metasedimentary rocks display a NE-SW trending S0/S1-2 foliation associated with centimeter to hectometer scales F1 and F2 isoclinal folds delineating hook type interferences pattern and bearing a L1-2 lineation weakly dipping towards the NW. The S0/S1-2 foliation is also affected by upright open F3 folds marked by the development of a faint axial planar S3 schistosity variably dipping to the NNW or NW. Zircon detrital grains with Hf signatures pointing to an Archaean to Paleoproterozoic inheritance indicates that metasedimentary rocks are derived from erosion of the surrounding cratons and were deposited in the early Neoproterozoic. These rocks were subsequently affected by deformation and metamorphism dated at 627 ± 7 Ma (by Th-U-Pb on monazite) and at 602 ±3 Ma (by U-Pb on zircon), typical of green schist facies and amphibolite facies. [...]