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Institut des Sciences de la Terre de Paris

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Most widely held works by Institut des Sciences de la Terre de Paris
Typologie, architecture et origine des structures d'émission de fluides et leurs interactions avec les processus sédimentaires et tectoniques. Exemple de la Méditerranée Orientale by Flore Mary( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Since the early 80s, technological advances of seabed imagery and exploration of continental margins allowed to discover and study numerous seabed features recording fluid circulation within the sediment column.In this study of mud volcanoes, we propose an innovative method of analysis combining an automated statistical approach including detection and analysis of morphometric parameters together with a classical geological study. We used broad homogenous academic and industrial marine geophysical and geological dataset, at the scale of Eastern Mediterranean sea.The analysis of these parameters shows that the mechanism of formation of the mud volcanoes is directly related to a local or regional constrain that may have a tectonic or gravitational origin.Various geological parameters conditioning the size and shape of mud volcanoes have been studied and lead to propose an original model for the formation of mud volcanoes. The design of this model, which is intended to be generic, makes it possible to group the constituent parameters of a mud volcano system in three spatial stages, from the source layer to the superficial expression
From continental rifting to conjugate margins : insights from analogue and numerical modelling by Anouk Beniest( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The South Atlantic conjugate margins are the product of continental rifting and break-up of Pangea, which was made up of different crustal features prior to rifting. This study investigates continental rift initiation and break-up of alternative lithospheric setups, consisting of large segments with different rheological strength, with the use of analogue and numerical modelling. The analogue models investigate the effect of far-field forces on a system that consist of multiple rheological segments, whereas the numerical models include thermal processes and focus on the impact of initial plume emplacement on such a setup.Lithosphere-scale analogue models consisting of two different rheological compartments have been subjected to extensional forces, to understand effect of far-field forces on large rheological heterogeneities in a system within an extensional tectonic regime. The results show that in such a system, the weaker segment accommodates all the extension. At the contact between the two compartments no rift-initiation is observed. In the presence of a strong sub-Moho mantle, the rift evolution consists of two phases. The first phase is a wide or distributed rift event. Once the strong part of the upper mantle has sufficiently weakened, the rift localizes and a narrow rift continues to accommodate the extension. If extension would continue, break-up would happen at the location of the narrow rift, thereby breaking a rather homogenous part within a laterally heterogeneous system. This would result in asymmetric margins with hyperextended, weak crust on both margins.The numerical results show that, in the case of plume-induced continental break-up, the classical 'central' mode of break-up, where the break-up centre develops above the plume-impingement point is not the only form of continental break-up. When the mantle anomaly is located off-set from the contact between rheological segments, a 'shifted' mode of break-up may develop. In this case, the mantle plume material rises to the base of the lithosphere and migrates laterally to the contact between two rheological segments where rifting initiates. Mantle material that does not reach the spreading centre and remains at lower crustal depths, resemble high density/high velocity bodies at depth found along the South Atlantic margin and providing geometric asymmetry.Further investigation on the exact influence of the initial plume position with respect to the contact between the rheological compartments shows that there is a critical distance for which the system develops either 'central' (or 'plume-induced') continental break-up or 'shifted' (or 'structural inherited') continental break-up. For Moho temperatures of 500 - 600 oC, there is a window of ~50 km where the system creates two break-up branches. These results explain complex rift systems with both vertical penetration of plume material into the overlying lithosphere as well as reactivated inherited structures developing break-up systems both aided by the same mantle plume
High-resolution ambient-noise and earthquake surface-wave tomography of the Alps Apennines and Dinarides by Emanuel David Käestle( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The plate collision in the Alps and adjacent orogens has created a complex picture of highly arcuate mountain belts and complicated interactions of subduction slabs. The subduction polarity is reversed from European to Adriatic subduction in the transition of the Alps to the Apennines and to the Dinarides. The subduction of Adria both to the west and east and the almost vertical dip of the slabs implies an important flexure of this plate. Even more so if one considers the proposed subduction of Adria also to the north under the eastern Alps, which is still a matter of discussion. Gaps in the Adriatic slab under the northern Dinarides, below 150~km depth and in the southern Apennines above 200~km may be signs of the stresses and the consequent tearing that the Adriatic plate is exposed to.Also the European plate has supposedly undergone one or several break-offs all along the Alpine arc. Especially in the eastern and western Alps it is still an open question whether the European slab is detached below the lithosphere. New tomographic models are thus needed.The herein presented tomographic model is based on surface-wave phase velocities and gives a picture of the shear-velocity structure from the surface to 200 km depth. It is the first high-resolution shear-velocity model of the entire Alpine crust and upper mantle. It is also unique in its good resolution in the lithospheric mantle, where previous body-wave models are subject to high uncertainties. In order to be able to image both crust and upper mantle, a combination of ambient-noise and earthquake-based phase-velocity measurements is used in the present thesis.The validity of this approach is tested by a detailed comparison of the phase-velocity measurements and the structures that are imaged from each method individually. A small bias between the methods results in slightly elevated velocities from earthquake measurements. By comparison with earlier works it appears that this bias is due to methodological differences. Several effects that may influence the ambient-noise records are tested with synthetic experiments, but no unique cause is found. The most likely explanation for the bias between the two methods is a combination of different structural sensitivities and the influence of higher modes. Nevertheless, the discrepancy is sufficiently small with respect to the structural variations that the bias can be neglected.A final shear-velocity model of the Alpine region is obtained which has a lateral resolution in the shallow crust of approximately 25 km. From synthetic tests, the average depth resolution is estimated to be 2~km close to the surface and 5 km for the Moho depth. In the upper mantle the resolution decreases significantly, but main slab structures are well imaged in the central Alps and the Apennines down to the bottom of the model at 200 km depth.Highlights of the crustal part of the model are size and depth of sedimentary basins, the Ivrea body and the Moho structure. Being the first shear-velocity model of this detail and extend it is proposed to serve as reference for the Alps
Contraindre la transition greenhouse-icehouse du Paléogène par la géochimie des coccolithes by Maxime Tremblin( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Green's function retrieval from noise correlation in multiple scattering media by Aida Hejazi Nooghabi( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'interférométrie de bruit ambiant est une approche pour estimer la réponse impulsionnelle entre deux récepteurs sans source active. Cette thèse contribue à l'évaluation de la robustesse et de la précision de la reconstruction de la fonction de Green par la corrélation du bruit ambiant dans les milieux réverbérants. Plus précisément, on distingue les rôles respectifs de la partie balistique et coda des signaux dans les corrélations. Ensuite, nous nous concentrons sur un milieu réverbérant incluant un diffuseur. Nous estimons de manière passive la force du diffuseur en utilisant l'interférométrie du bruit ambiant. Dans la dernière partie de ce travail, nous nous concentrons sur un milieu réverbérant contenant les inclusions résonantes. Notre but est d'évaluer le comportement de la corrélation dans ce type de milieu. Nous avons construit un de ces matériaux au laboratoire qui est constitué des tiges verticales à la surface d'une plaque mince élastique. Nous trouvons que les différents comportements sont bien cohérents avec les régimes qui correspondent à la bande de propagation ou interdite. Comme la partie sismique, nous appliquons la technique de corrélation aux données réelles récupérées lors de l'expérience METAFORET. Nos résultats sont sont en accord avec le comportement diffusant des arbres dans les gammes de fréquence correspondante
Integrated geological and geophysical studies applied to understanding the evolution of the Offshore Amazon Basin by Alberto Machado Cruz( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The Offshore Amazon Basin (known in Portuguese as Bacia da Foz do Amazon) is located in the far north of the Brazilian Equatorial Margin. This basin has attracted the attention of the scientific community for several decades due to its large-scale sedimentary processes related to the colossal sediment influx provided by the Amazon River. However, most of the investigations carried on the Offshore Amazon Basin were restricted to the uppermost Quaternary succession of the Amazon Deep-sea Fan and some pioneer works aiming deeper strata lacked a reliable chronostratigraphic control. In order to better understand the temporal and spatial evolution of the post-rift stratigraphic succession of the Offshore Amazon Basin, multidisciplinary studies supported by interpretations of seismic, well log, chronostratigraphic data and geophysical potential field models were carried out during this PhD thesis
Traçage thermique et géochimique des systèmes hydrothermaux : exemple d'un domaine océanique jeune et d'une marge continentale by Virginie Le Gal( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Résumé Les processus hydrothermaux affectent l'ensemble des domaines océaniques et contrôlent efficacement leur régime thermique. Cependant, les études de flux de chaleur à l'échelle globale conduisent à des interprétations parfois en contradiction avec les études locales. Il est donc essentiel de comparer les effets de l'hydrothermalisme dans différents contextes régionaux. Dans cette optique, nous avons étudié le rôle de l'hydrothermalisme sur le régime thermique d'un domaine océanique jeune (en Atlantique) et d'une marge continentale jeune (Sud Baléares). Pour cela, nous avons quantifié les transferts et pertes de chaleur et de matière en utilisant des traceurs thermiques (mesures du flux de chaleur) et des traceurs chimiques (analyse des fluides interstitiels). Le domaine océanique jeune se situe dans l'océan Atlantique sur le premier segment au sud de la faille transformante Oceanographer. Les faibles valeurs du flux de chaleur indiquent que les circulations hydrothermales, induites par les nombreux affleurements, extraient d'importantes quantités de chaleur de la croûte. La composition de l'eau interstitielle est similaire à l'eau de mer, indiquant un temps de résidence faible de l'eau dans le socle. Nous avons identifié que la rugosité du plancher océanique est un des paramètres majeurs qui contrôlent l'efficacité de ces circulations de fluides. Ce relief à petite échelle a été comparé à d'autres régions où l'efficacité des processus hydrothermaux avait préalablement été discutée. Nous en avons déduis une relation empirique qui relie la fraction du flux de chaleur à ce relief. Sur la marge Sud des Baléares, les processus hydrothermaux semblent plus restreints car leur impact thermique est plus local. Sur la pente continentale, des contrastes importants du flux de chaleur ont été mis en évidence. Ils suggèrent des circulations hydrothermales controlées par la présence de nombreux monts volcaniques. Cependant, la chimie des fluides reste proche de celle de l'eau de mer et ne permet pas de confirmer ces observations. En revanche, les processus hydrothermaux sont limités dans le bassin par les épais dépôts de sédiments. La chimie des fluides indique la présence de saumures résiduelles et leur simple diffusion vers la surface. Les valeurs du flux de chaleur sont perturbées par les contrastes de conductivité thermique induits par la présence de diapirs de sel ou du socle. Dans les deux zones d'étude, les circulations de fluides sont liées à la présence de structures basaltiques fracturées dont la perméabilité est supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle des sédiments alentours. La rugosité initiale du plancher océanique et le taux de sédimentation contrôlent la tranche d'âge durant laquelle la croûte reste connectée à l'océan. En revanche, les circulations sont rapidement inhibées sur les marges par les apports importants de sédiments venant du continent proche. Cette conclusion est contrebalancée par d'autres événements pouvant survenir sur les marges telles que le volcanisme ou la tectonique active
La lawsonite dans les métasédiments en base de zone sismogénique : géochimie, échelles de migration des fluides et rôle de la déformation dans les Schistes Lustrés by Benjamin Lefeuvre( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La circulation des fluides issus des réactions de déshydratation a des conséquences majeures sur les propriétés rhéologiques dans les métasédiments présents en zone de subduction. Les méthodes géophysiques y suggèrent la présence de fortes concentrations de fluides entre 30 et 40 km sous la surface. C'est également dans cette gamme de profondeur que de nouveaux types de séismes ont été décrits au début des années 2000 : les séismes lents, pour lesquels il est admis que les fluides jouent un rôle important mais dont le déclenchement, les mécanismes de déformations associés, de même que la source des fluides, leur origine, leur volume et l'échelle et le mode de leur circulation demeurent débattus. Pour améliorer les bilans de production de fluides dans ces gammes de pression - température (de 150 à 350°C, de 0.3 à 1.2 GPa) et affiner la compréhension de la migration des fluides dans ces roches, nous avons recours à un analogue de terrain: le complexe des Schistes Lustrés alpins. La présence ubiquiste de lawsonite dans ces métasédiments, dans la matrice et dans différentes générations de veines, y témoigne d'intenses interactions fluides-roches. La lawsonite est d'autant plus importante que ce minéral hydraté (~12 % poids de H2O; de formule théorique CaAl2Si2O7(OH)4.H2O) est aussi connu pour jouer un rôle important dans le recyclage des fluides en contexte de subduction, jusqu'aux conditions de ultra-haute pression (>300 km). Dans un premier temps, cette thèse vise à mieux contraindre les réactions de formation de la lawsonite afin de clarifier les échanges de matières effectifs en profondeur. Puis, une étude géochimique fine des éléments traces réalisée sur les différents types de lawsonite rencontrés sur le terrain permet de mettre en évidence deux comportements très différents en terme d'interactions fluides-roches. Les observations faites dans cette étude mettent en évidence une ouverture progressive du système, en terme de circulation de fluides. Les échelles sur lesquelles sont remobilisés les fluides sont encore incertaines et l'étude en cours sur les rapports isotopiques du strontium apportera des éléments de réponses pour mieux contraindre la migration de ces fluides
Evolution géodynamique de la Mer d'Alboran par l'étude des bassins sédimentaires by Damien Do Couto( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

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
Evolution of the forearc basins in Ecuador : from the accretion of oceanic allochthonous terranes to the uplift of the Andes and Coastal Cordilleras by María José Hernández Salazar( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'Équateur offre une remarquable opportunité d'étude l'évolution des bassins avant arc installés sur un sous-bassement océanique accrété. L'interprétation d'un réseau 2D des profils de sismique réflexion, calibrés par des données de forage et la stratigraphie régionale, a permis de déterminer les étapes de l'évolution de l'avant arc. Les stades pré et syn-accrétion durant le Campanien correspondent au dépôt de séries volcanoclastiques provenant de l'arc insulaire volcanique qui surmontait le plateau océanique. Des chevauchements à vergence NE témoignent un raccourcissement au cours de la collision oblique entre le plateau océanique et la plaque continental. Des failles inverses, des plis et une érosion régionale, marquent la fin de l'accrétion durant l'Éocène inférieur à moyen. L'avant arc sensu-stricto est installé lors de la subduction de la plaque de Farallón sous la plaque Sud-américaine. Un régime d'extension a initié la configuration du double bassin de l'avant arc au début du Néogène. Cette phase coïncide avec la subduction de la plaque de Nazca, qui marque le début du bassin d'avant arc moderne. La subsidence des bassins au cours du Miocène a été en partie contrôlée par la construction des reliefs andins. La segmentation de la marge est contrôlée par la réactivation, au cours du Plio-Pléistocène, de structures héritées en failles inverses et décrochantes. La collision et la subduction de la ride de Carnegie a contrôlé la segmentation de l'avant arc et l'exhumation de la cordillère côtière. Cette étude fournit un exemple remarquable d'évolution d'un bassin avant-arc le long d'une marge en érosion tectonique affectée par la subduction d'une ride volcanique
Exhumation du prisme collisionnel Ouest Alpin et évolution du bassin molassique : nouvelles données thermochronologiques et tectono-sédimentaires by Jean-Baptiste Girault( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

New thermochronological data (AFT, ZHe, and ZFT) on the Belledonne and Grandes Rousses ECMs basement show a similar and relatively rapid exhumation dynamic around 18 Ma for all the External Cristalline Massifs. However, the exhumation of southern massifs (e.g., Oisans) could start earlier, from 25 Ma suggesting a diachronous exhumation along the Alpine Arc. This also suggests a progressive localization of deformations along the crustal ramps between ~25 and 18 Ma. Finally, the rapid exhumation starting at around 18 Ma seems to correspond to the limit of mega-sequences in the molassic basin. Field analysis, borehole data and seismic lines show that the basin was deformed as early as the Oligocene (25 Ma). This also allows the calculation of the sediment volumes preserved within the West Alpine Molassic Basin. Finally, a preliminary study of the source to sink in the West Alpine basins is approached from petro-detritic analyses, detrital thermochronology and calculation from the seismic lines. These results highlighted the progressive denudation of the Variscan crust of the upper plate whose detrital signal has been present since the Eo-Oligocene in the peri-alpine basins. The late Miocene appearance in the West Alpine Molassic basin of a tertiary thermochronological signal suggests a change in surface dynamics and/or a different sedimentary routing over time, but also significant differences compared to the basins located north of the Alps
Geochemistry of Zr, Hf and REE in extreme water environments : hyperacid, hypersaline and lake waters in hydrothermal systems by Claudio Inguaggiato( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis concerns the geochemistry of Zr, Hf and REE (Rare Earth Elements) in extreme water environments. The investigations were carried out in hypersaline waters covering a wide range of Eh values along Dead Sea Fault (Israel), in hyperacid waters circulating in Nevado del Ruiz volcano-hydrothermal system (Colombia) and in CO2-rich waters in Pantelleria volcano-hydrothermal system (Italy), including the alkaline lake “Specchio di Venere” within a calderic depression. The acidic sulphates waters characterized by the precipitation of alunite and jarosite show a strong LREE depletion. The REE in waters along Dead Sea Fault show MREE enrichments in waters with relative high Ca and SO4 concentrations due to the water interaction with MREE-enriched salt minerals. In the natural waters, changing of pH and Eh induce variations of Ce and Eu anomalies, due to the different behaviour of these elements with respect to the neighbours REE. In sulphate acidic waters, Zr/Hf ratios are very low down to 4.7, while quite constant Y/Ho ratio (close to the local rock value) indicates the lack of decoupling. Zr/Hf ratio increases as Cl/SO4 ratio increases. On the contrary, Zr/Hf and Y/Ho ratios in near-neutral pH waters with positive Eh values change from near-chondritic to super-chondritic. The precipitation of Fe-oxyhydroxides removes preferentially Hf and Ho with respect to Zr and Y. The interaction of atmospheric fallout from the nearby Sahara Desert with the water of the lake “Specchio di Venere” was recognized by the Zr, Hf and REE distribution. Zr, Hf and REE show the capability to trace the interaction process between open water bodies and atmospheric fallout
Seamount subduction in the Zagros Suture Zone : structural and petrologic characterization and implications for seismogenesis by Guillaume Bonnet( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les monts sous-marins subductés jouent un rôle majeur dans le comportement mécanique et sismogénique des zones de subduction: sont-ils des barrières à la propagation des séismes ou bien des aspérités permettant leur nucléation ? Les rares exemples naturels arrachés de la plaque plongeante le long de l'interface de subduction et préservés de la subduction représentent donc des témoins précieux des processus profonds. Cette thèse de doctorat reporte l'existence d'un mont sous-marin dans la zone de suture du Zagros (l'unité de Siah Kuh). Cette unité de 20x12 km de large et d'un minimum de 1.5 km de hauteur est composée de basaltes en coussins couverts de calcaire récifal et s'est formée au sein d'un arc volcanique au Crétacé supérieur. La présence de minéraux de HP-BT dans l'ensemble de la structure et dans des zones de déformation compressive localisée montrent qu'elle a été subductée jusqu' à environ 30 km. La déformation synchrone de la subduction, liée à l'écaillage interne du mont sous-marin, est assistée par des décollements enracinés dans la serpentinite ou dans des sédiments, ce qui limite possiblement l'essentiel de l'activité sismique, étant donné qu'une unique pseudotachylite a été observée, témoignant d'un séisme de magnitude Mw2-3.Nous discutons des processus océaniques de déstabilisation de pente et de subsidence, et des processus de subduction comme le couplage mécanique, les surpressions de fluide et/ou tectoniques ainsi que la nature des fluides de subduction. Nous finissons en proposant un modèles d'évolution de cette unité en relation avec les autres unités océaniques héritées de la Néotethys
Geodynamics and synchronous filling of a rift type-basin evolved through compression tectonics (The western margin of the Levant Basin) by Nikolaos Papadimitriou( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

La Méditerranée orientale doit sa complexité aux mouvements tectoniques des plaques Africaines, d'Arabie et d'Eurasie. Les récentes découvertes pétrolières du bassin Levantin (2009) renforcent la nécessité d'une approche combinée sismique/terrain pour comprendre l'évolution de son remplissage. L'intégration des données de sismique 2D et des données de terrain a permis de proposer des modèles conceptuels 3D qui, couplées aux données de puits, ont permis de définir les sources sédiementaires et les principales phases de remplissages correspondantes aux grands évènements géodynamiques. Ainsi l'évolution du bassin du Levan est marquée par la transition d'une sédimentation carbonate vers une sédimentation mixte (silicoclatisque/carbonaté) au cours du Crétacé. Seul le mont Ératosthène, situé sur une tête de bloc basculé hérité du rifting thétysien, conserve une sédimentation carbonatée superficielle jusqu'au Crétacé supérieur, liée à sa distance des sources silicoclastiques. Celui-ci présente 4 séquences de sédimentation carbonatée alternant superficielle et profonde: La fin du Jurassique moyen, le Crétacé inférieur, le Crétacé supérieur suivie et le Miocène. L'amorce de la collision Miocène en les plaques Eurasienne et Africaine coïncide avec le soulèvement d'Eratosthène avec une phase paroxysmique au cours du Miocène supérieur suivi par son basculement vers le nord en avant de l'ile de Chypre. Nous montrons que la collision a provoqué la formation de petits bassins au sud de Chypre ; un bassin piggyback (Polis Basin) et un bassin flexural (bassin de Limassol) ; contrôlés par la distribution des sédiments mésozoïques
Relation entre magmatisme et métamorphisme Haute-Température Basse-Pression. Réexamen du massif de l'Agly (Pyrénées Orientales) by Baptiste Tournaire Guille( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The Agly massif undergone a high temperature - low pressure metamorphism which shows an apparent thermal gradient comparable to that of present-day volcanic zones (120°C.km-1). Such abnormal thermal gradients have given way to various hypotheses, including structural deformations (crustal thinning, delamination), or heat input due to a magmatic activity.The outcrops through the Agly massif allow the study of an apparently hiatus-free succession of metamorphic facies ranging from greenschists to granulites. The massif is composed of a basement of precambrian gneisses and cambrian orthogneisses. The basement is unconformably overlain by a paleozoïc sedimentary cover. The late-Carboniferous granitoïds, associated to mafic intrusions, are observed at all levels.We have used thermodynamic modelling and thermobarometric calibrations to revisited the thermobarometric data for both cover and basement rocks. Both methods provide consistent barometric results, 4,5 ± 0,5 kbar for the deepest parts of the massif and a hiatus in the range of 1,5 kbar between the basement and the cover. Post-peak reactions correspond to a decompression. A conductive thermal modelling of sills injection allow us to test the influence of various parameters on the heat flow through the crust modeled : thermal conductivity and heat capacity ; initial geotherm ; crust thickness ; metamorphic reactions ; timing, geometry, temperature and depth of sill injection. Crustal delamination, thinning or magma emplacement in the lower crust cannot reproduce the observed HT-LP metamorphic conditions, unless associated with magma injection at the depth corresponding to the one of the top of the Agly basement
Raccourcissement alpin du massif des Ecrins : cinématique, calendrier tectonique et conditions pression-température by Mathieu Bellanger( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This field-based study of the Ecrins massif (Western Alps, external zone) show that the Alpine shortening is accomodated within the basement by brittle-ductile top-to-the-west reverse shear zones (probably localized by half-graben) as well as by the thrust sheets of La Meije and Combeynot to the east of the massif. The N-S normal fault do not seems to be reactivated. These shear zones are characterized by a phengitisation of feldspars along anastomosing planes whose geometry reflect a strain gradient which explain the "basement folds" formation underlined by the geometry of Triassic teguments. The maximum temperatures reach by the cover, due to the burial under the internal nappes are close to the isotherms 335°C for a geothermal gradient close to 20-25°C.km-1 from Bourg d'Oisans to the Penninic Frontal Thrust (PFT). The shear zones were dated between 33 to 25 Ma (40Ar/39Ar on syn-kinematics phengites), suggesting that they were initiated slightly after the burial which start close to 34 Ma. The phyllonites show younger ages than mylonite; that argue a localization of the deformation along these anastomosing planes between 30 to 25Ma and traduce a weak crust. The NW-Se shortening observed alonf the PFT seems to be coeval with the E-W to NE-SW shortening of the Ecrins massif. A sinistrial transpressive diffuse shear zones between the Ecrins massif and the Ligurian Alps, which is probably a reactivated Liassic transfer zone, can explaina part of the Oligocene building kinematics of the Western Alps. During Miocence, the deformation is localized along a crustal thrust under the Belledonne massif, which has given the Vercors massif, and along the PFT, reactivated as a normal fault
Composition multi-isotopique de sulfates issus de dépôts volcaniques et d'encroutements noirs (sulfins) : une archive du devenir du soufre dans l'atmosphère by Adeline Aroskay( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Si la modification actuelle du climat est attribuée aux émissions anthropiques, les émissions volcaniques ont toujours représenté un des moteurs principaux de son évolution. Elles correspondent à l'une des sources naturelles les plus importantes de soufre sur Terre, qui peut entrainer des perturbations du climat pendant plusieurs années. Cela est dû à l'oxydation du SO2 volcanique en aérosols de sulfate, qui ont la propriété d'interagir avec le rayonnement solaire incident. Cette étude vise à améliorer notre compréhension du devenir du soufre dans l'atmosphère au cours du temps, à partir d'une approche multi-isotopique sur les sulfates présents dans des dépôts volcaniques anciens et les encroutements noirs. L'étude conduite sur des dépôts volcaniques montre qu'à l'échelle des temps géologiques, les ignimbrites représentent une archive intéressante des oxydants de l'atmosphère. La différence de signature en ∆17O entre les sulfates anatoliens et péruviens suggère une implication différente de l'ozone dans leur formation. L'étude des encroutements noirs formés à différentes périodes a permis de comparer les voies d'oxydation du soufre en zone urbaine de nos jours et durant la période pré-industrielle. Leurs compositions isotopiques suggèrent que les contributions relatives des différentes voies d'oxydation ont changé depuis l'ère pré-industrielle. Enfin, de larges quantités de nitrate ont été découvertes dans des dépôts volcaniques. L'étude de ces nitrates a permis de montrer qu'ils résultent principalement de la fixation d'azote atmosphérique par les éclairs volcaniques
Tracking volcanic sulphate : modelling tropospheric volcanic sulphate formation and its oxygen isotopic signatures by Tommaso Galeazzo( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Volcanic emissions are a major source of sulphur. Volcanic sulphur is oxidized and forms sulphate aerosols that influence the climate by absorbing and dispersing incident solar radiation. Sulphur emissions in the troposphere influence local and regional climate, but large uncertainties remain regarding oxidation and its conversion into volcanic sulphate aerosols. The oxidation of sulphur in a wide range of volcanic plumes and the influence of volcanic halogens on plume chemistry are studied using a chemical box model. At the same time, the isotopic oxygen composition of volcanic sulphate, namely the excess of 17-O (∆17O), is being explored, which can provide constraints on sulphur oxidation pathways. The results suggest that in the presence of water droplets and ash, the oxidation of sulphur in plumes is mainly due to aqueous phase oxidation with O2 catalyzed by transition metal ions (TMI). Halogen emissions promote the domi- nance of O2 /TMI by inducing ozone depletion events (ODEs). In the absence of water droplets, plume chemistry is largely determined by heterogeneous chemistry on primary sulphate aerosols. The dominant oxidants in these plumes are OH and H2O2. The oxidation rate of sulphur is significantly reduced compared to plumes containing water droplets. The results show that oxygen isotopes in sulphates provide strong constraints on the chemical balance of sulphur in volcanic plumes and on the role of volcanic halogens
Present-day fluid-rock interaction in a sedimentary basin : study case of the Granada Basin (Betic Cordillera, Spain) by Claire Lix( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Understanding fluid circulations in sedimentary basins plays a critical role in the diverse fields of energy and natural resources. In this thesis, a geochemical approach is developed to characterize the present-day groundwater geochemistry and to investigate the reactions affecting a sedimentary system, taking the Granada Basin as a regional study case. Helium isotopic composition of bubbling and dissolved gases has been investigated to set constrains on the lithospheric structure of the area. We found that the He isotopic composition has a dominant radiogenic component with a mantle-derived He contribution reaching mainly 1 %. The evaluation of helium transport mechanisms shows that the crustal system is currently dissociated from the mantle system. We therefore propose that the observed mantle-derived He could result from fossil mantle contribution associated to crustal production from Li-rich rocks. Water-rock interactions in the Central Betic Cordillera have been investigated by characterizing the low- to medium-enthalpy thermal systems. This study, combining geothermometrical methods, shows a strong relationship between the temperature and the pCO2 in the reservoir and highlights the role of the potential mineral buffers of both the sedimentary infilling and the basement on the reactivity of CO2. Further investigations on the reactivity within the Granada Basin allow us to give insights on the groundwater flows at the scale of the whole basin. The evolution of the groundwater saturation with respect to carbonates, alumino-silicates, and sulfates allows to assess the possible flow paths in the basin and to apprehend a conceptual reactive transport model
Transition from compression to strike-slip tectonic styles along the northern margin of the Levant Basin by Vasilis Symeou( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The Cyprus Arc system is major plate boundary of the Eastern Mediterranean where different plates interact, namely Arabia, Africa, Eurasia, as well as the Anatolian micro-plate. It constitutes the northern boundary of the Levant Basin (of thin stretched continental crust) and the Herodotus Basin (of oceanic crust). The Cyprus Arc is directly linked with the northward convergence of the African continental plate with respect to the Eurasian continental plate since Late Cretaceous time. The indentation of the Arabian plate and the slab pull effect of the African plate roll back in the Aegean region on the eastern and western part of the Anatolian plate respectively, leads to the westward escape of Anatolia from Late Miocene to Recent, which results in a strike-slip component along the Cyprus Arc system and onshore Cyprus. Several scientific questions with regard to the geological setting of the region were investigated during this project. How is the deformation accommodated at the Cyprus Arc system? Is this deformation style affected by the variation of the crustal nature at each domain? How is this deformation recorded on the sedimentary pile onshore Cyprus? How does the onshore and offshore deformation connect within the geodynamic context of the region? In order to answer these scientific questions, 2D reflection seismic data were utilized, that image the main plate structures and their lateral evolution south and east of Cyprus. Interpretation of these data lead to the identification of nine tectono-sedimentary packages in three different crustal domains south of the Cyprus Arc system: (1) The Levant Basin (attenuated continental crust), (2) The Eratosthenes micro-continent (continental crust) and (3) The Herodotus Basin (oceanic crust). Within these domains, numerous tectonic structures were documented and analysed in order to understand the mechanism and timing of deformation. At the northern boundary of the Levant Basin domain, thrust faults verging towards the south were documented in the Cyprus Basin with the thrust movement commencing in Early Miocene time as indicated by on the Larnaca and Margat Ridges. On the Latakia Ridge no activity was identified during this time interval. The acme of deformation occurred in Middle to Late Miocene time, with the activity of the Latakia Ridge indicating the forward propagation of the deformation front towards the south. This southward migration was documented from the development of flexural basins and from stratigraphic onlaps in the Cyprus Basin. Successive tectonic pulses through the Late Miocene until Recent times, are indicated from the angular unconformities and the piggy back basins. In Plio-Pleistocene time, the westward escape of the Anatolian micro-plate resulted in the reactivation of existing structures. The evolution of deformation along the plate boundary is identified from the creation of positive flower structures revealing transpressive movements along the Larnaca and Latakia Ridges (eastern domains). The central domain includes the Eratosthenes Seamount which is characterized as a Mesozoic carbonate platform covered by a thin sequence of sediments ranging from Miocene-Messinian to Pliocene-Pleistocene depositions
 
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Alternative Names
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Institut des Sciences de la Terre. Paris

ISTeP

Sorbonne Université. Institut des Sciences de la Terre de Paris

UMR 7193

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