Composition isotopique de l'oxygène et du silicium des cherts Précambriens : implications Paléo-environnementales, Oxygen and silicon isotopic composition of Precambrian cherts : paleo-environnementales implications

AVERTISSEMENT



Ce document est le fruit d’un long travail approuvé par le jury de
soutenance et mis à disposition de l’ensemble de la communauté
universitaire élargie.
Il est soumis à la propriété intellectuelle de l’auteur au même titre que sa
version papier. Ceci implique une obligation de citation et de
référencement lors de l’utilisation de ce document.
D’autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction illicite entraîne une
poursuite pénale.

Contact SCD INPL: mailto:scdinpl@inpl-nancy.fr




LIENS




Code de la propriété intellectuelle. Articles L 122.4 e la propriété intellectuelle. Articles L 335.2 – L 335.10
http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm
Composition isotopique de l'oxygène et du silicium
dans les cherts Précambriens :
Implications Paléo-environnementales
Thèse
présentée pour l'obtention du titre de
Docteur de l'institut National Polytechnique de Lorraine
spécialité Géosciences
par
Johanna Marin
soutenue publiquement le 23 novembre 2009 devant la commission
d'examen :
Magali Ader IPGP, Paris Rapportrice
Luc André Musée Royal de l'Afrique Rapporteur
Centrale, Tervuren
Pascal Philippot IPGP, Paris Examinateur
Bernard Marty CRPG, Nancy Examinateur
Marc Chaussidon CRPG, Nancy Directeur de Thèse
François Robert LMCM -Mnhn, Paris Co-directeur de Thèse
Marie-Christine Boiron G2R, Nancy Invitée



A mon Grand-Père Charles
A Vincent dit Pollack













"En-deça c'est la nuit, au-delà c'est le rêve,
L'idéal est un oeil que la science crève"
Victor Hugo
Les Contemplations

Remerciements

Je tiens à remercier tout d'abord mon directeur de thèse Marc Chaussidon ainsi que mon co-directeur
de thèse François Robert pour m'avoir permis de faire cette thèse et m'avoir fait découvrir le monde de la
géochimie et surtout celui de la sonde ionique. Je les remercie particulièrement pour tout ce qu'ils m'ont
appris pendant ces trois années, ainsi que pour leur aide, leur patience et leurs conseils avisés.
Mes remerciements vont également aux membres du jury, Bernard Marty, Pascal Philippot, Marie-
Christine Boiron et surtout les rapporteurs. Magali Ader et Luc André.
Je tiens particulièrement à remercier Claire Rollion-Bard pour ses astuces de pics plats, sa bonne
humeur, son soutien et sa motivation à toute épreuve. Je tiens aussi à remercier Denis Mangin et Michel
Champenois pour leur aide lors des séances de sonde ioniques, les charmants surnoms dont ils m'ont affublés
pendant ces trois années et leurs blagues quotidiennes.
Merci à Marie-Christine Boiron qui m'a fait découvrir le monde des inclusions fluides, pour toutes
nos discussions ainsi que ses conseils.
Je remercie Bernard Marty qui après avoir été mon professeur en géochimie m'a permis de l'enseigner
à mon tour. Je le remercie aussi pour ses conseils avisés et San Francisco. Je remercie David Jousselin et
Sylvain Bourlange de m'avoir permis de continuer à étudier la géologie structurale.
Je remercie Damien Jacob du LSPES de Lille pour son aide lors des séances de microscope
électronique à transmission et Caroline Fitoussi de l'ETH de Zurich, pour l'analyse de standards et toutes
nos discussions sur le silicium. Je remercie aussi Caroline Guilmette du CRPG pour ses analyses de standards
de carbonates et toutes nos discussions scientifiques ou non..
Merci aussi à Béatrice, Guy, Gaston et Emilie avec qui j'ai souvent pu discuter des problématiques
de la Terre Primitive et des cherts.
Un grand merci à Bruno, Nordine, Jean-Marc, Pierre (la chèvre va me manquer..), Julien, Manu,
Isabelle, Aurélie, Cathy, Odile et Martine.
Je tiens aussi à remercier tous ceux qui m'ont écouté, supporté et motivé pendant ces trois ans. La
première d'entre elle est bien sûr Aurélia, merci pour tes conseils et ton aide. Je remercie aussi évidemment
Romain l'Auvergnat têtu et roi des barbecues, Marteen pour sa patience à toute épreuve, Johann mon "frère"
de sonde ionique et de thèse, Magali dite Xénon-Girl, Saholy, Julien, Nicolas, et puis Tix et François pour
les discussions animées et les apéros à la cave, Pete pour sa gentillesse légendaire et San Francisco, le grand
Julien pour son esprit de contradiction, PH pour les discussions passionnées, et Guillaume pour le chapeau
et les légumes. Ma dernière année de thèse aurait été beaucoup plus compliquée si un petit lutin toujours
souriant n'était pas arrivée au CRPG. Merci Aurélie pour ton humour et ta joie de vivre. Il y a aussi toutes les personnes que j'ai rencontrées pendant ces trois années et avec qui j'ai passé de
bons moments et il y en a beaucoup. Je les remercie pour toutes les discussions que j'ai pu avoir.
Un grand merci à Jey, Joanne, Ben, Loïc, Pollack et tous les autres pour m'avoir écoutée et
supportée pendant ces trois années et pour les nombreuses soirées parisiennes. Je remercie aussi Renate et
Jean-Pierre pour les week-ends allemands et la Forêt Noire.
Je tiens à remercier mes parents et mes sœurs d'être de me soutenir et de m'écouter depuis si
longtemps.
Enfin un énorme merci à Antoine sans qui cette thèse n'aurait sûrement pas pu aboutir.


























Sommaire

Introduction 1

Chapitre 1 : L'environnement de la Terre au Précambrien 5

1. Introduction 9
2. Dynamique Terrestre 11
3. L'Atmosphère 27
4. L'Hydrosphère 39
5. Les traces de vie à l'archéen 51

Chapitre 2 : Les isotopes de l'oxygène et du silicium : définition et
applications 59

1. Introduction aux isotopes stables et au fractionnement isotopique 63
2. Le fractionnement isotopique de l'oxygène et la reconstitution des paléo-températures
océaniques 75
3. Le silicium : traceur de source et paléo-thermomètre 82
4. Conclusions 90

Chapitre 3 : Techniques analytiques 91

1. La préparation des échantillons 95
2. La microscopie électronique 96
3. La sonde ionique 97
4. Techniques d'étude des inclusions fluides 131

Chapitre 4 : Présentation et étude pétrographique des cherts : composition,
origine et diagenèse 135

1. Définition et Composition d'un chert 139
2. Présentation des divers types de cherts 147
3. La diagenèse des cherts