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Introduction bibliographique manifestations hydrothermales se produisent au sommet de certains monts sous-marins (seamounts). Figure 1 : Représentation schématique des sources hydrothermales océaniques (Baross & Deming 1985, Erauso 1994, Jannash & Mottl 1985). 18
Introduction bibliographique ‣ Les fumeurs noirs (Figure 2) L’édification d’une cheminée hydrothermale se déroule en plusieurs étapes (Fouquet et al. 1988). Lorsque le fluide ne subit pas de dilution avec l’eau de mer, sa température au point d’émission est très élevée (350°-400°C) et son débit important (0,4-3 m.s -1 ) (Lowell & Rona 1995). Au contact de l’eau de mer se forme une matrice poreuse de sels de sulfates BaSO 4 (barytine) et CaSO 4 (anhydrite) à partir des ions sulfates Figure 2 : Fumeur de l’eau de mer dont le fluide est dépourvu. La paroi de l’édifice croit noir. verticalement par dépôt des sulfures métalliques de cuivre, zinc et fer (chalcopyrite, pyrrhotite, pyrite et sphalérite) sur la surface externe. La porosité de cette paroi diminue progressivement au cours du temps, créant une séparation physique entre le fluide hydrothermal et l’eau de mer. La température augmente au centre de la cheminée. Des sulfures de cuivre et fer (pyrite, marcassite, pyrrhotite, chalcopyrite, isocubanite) précipitent sur la paroi interne de l’édifice pour former le conduit central. La cheminée commence à croître latéralement par remplacement de l’anhydrite par des sulfures comme la chalcopyrite plus stables dans les nouvelles conditions de température de la cheminée. Dans le gradient de température ainsi créé, les minéraux s’organisent de manière concentrique, stabilisant ainsi la structure de la cheminée. Globalement, les cheminées sont des édifices minéraux riches en sulfures de cuivre. La cheminée croit à la fois vers l’intérieur et vers l’extérieur. Les cheminées sont schématiquement représentées comme des structures cylindro-coniques, mais dans la réalité, ce sont des structures irrégulières présentant de nombreux canaux et cavités. Des expansions latérales ou "flanges" peuvent également se former. On estime que la durée de vie d’une cheminée peut atteindre plusieurs dizaines d’années, mais elle peut être plus courte (1 à 5 ans) sur des zones très actives telles que la dorsale du Pacifique oriental. ‣ Les fumeurs blancs ou diffuseurs (Figure 3) Ces édifices se forment lorsque le fluide hydrothermal a été dilué par l’eau de mer avant son émission. Dans ce cas, sa température est abaissée (< 280°C). Ce fluide diffuse à faible vitesse (0,1-0,5 m.s -1 ) au travers d’un réseau de petits canaux, le diffuseur étant généralement dépourvu de conduit central (Fouquet 1997, Fouquet et al. 1988). Les minéraux dominants dans la matrice sont des sulfures de zinc et de fer Figure 3 : Fumeur (sphalérite, wurtzite). Il n’y a pas ou peu d’anhydrite, et peu de cuivre. blanc. Ce sont globalement des édifices minéraux riches en zinc. Cet hydrothermalisme se manifeste sous forme d’émissions diffuses fréquemment translucides ou peu chargées en particules. 19
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