Les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr des sédiments de rivière sont souvent considérées comme étant représentatives de celles de leurs roches sources. Elles sont donc largement utilisées pour tracer la provenance des sédiments ou pour moyenner les compositions isotopiques des lithologies drainées. L'influence des processus sédimentaires sur les compositions isotopiques de ces sédiments est cependant mal connue. L'objectif de l'étude présentée ici est de caractériser l'ampleur de la variabilité isotopique pouvant être générée par les processus de tri minéralogique au cours du transport des sédiments dans le milieu fluviatile. Pour ce faire, nous avons analysé les concentrations en éléments traces et les compositions isotopiques en Nd, Hf, Pb et Sr dans différents types de sédiments de rivière (bedload, suspended load, bank) échantillonnés à plusieurs endroits dans le système fluviatile du Ganges qui draine une partie de l'orogène Himalayenne. Nous avons également mesuré les compositions chimiques et isotopiques de nombreuses fractions minérales et granulométriques séparées de ces sédiments afin de mieux comprendre l'influence de chaque espèce minérale dans le budget isotopique total d'un sédiment de rivière. Dans le cas où les lithologies drainées sont essentiellement cristallines et sédimentaires, nous montrons que les isotopes du Nd dans les sédiments de rivière sont très peu affectés par les processus de tri minéralogique puisqu'ils sont toujours contrôlés par les mêmes minéraux, à savoir la monazite et l'allanite. Au contraire, les systèmes isotopiques de l'Hf, du Pb et du Sr s'avèrent particulièrement touchés par les processus de tri minéralogique. Les isotopes de l'Hf et du Pb sont tous deux affectés par un effet zircon qui génère de larges variations isotopiques entre les sédiments de fond de rivières et ceux transportés en suspension. Pour le Sr, les variations observées entre les différents types de sédiments résultent des proportions variables de micas et feldspath-K qu'ils contiennent. Dans le cas où les principales lithologies drainées présentent de forts contrastes d'érodabilité i.e. basaltes versus roches cristallines, nous montrons que les effets combinés de l'érosion différentielle dans le bassin de drainage et du tri sédimentaire dans la colonne d'eau sont responsables d'importantes variations isotopiques en Nd, Hf et Pb entre les sédiments de fond de rivière et ceux transportés en suspension. Nos calculs suggèrent que les produits d'érosion basaltique, relativement fins, sont préférentiellement transportés en suspension, proche de la surface de l'eau, alors que les produits d'érosion des roches plus cristallines sont préférentiellement concentrés dans les sédiments de fond de rivière. Enfin, nous suggérons que les variations isotopiques observées entre les différents types de sédiments transportés par les rivières sur les continents pourraient avoir d'importantes implications pour les systématiques isotopiques des sédiments océaniques terrigènes et sur l'évolution à long terme du réservoir mantellique si ces derniers sont recyclés au niveau des zones de subduction.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00845860 |
| Date | 23 November 2012 |
| Creators | Garcon, Marion |
| Publisher | Université de Grenoble |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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