Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS): Principes, Complexités & Perspectives
Malgré sa grande robustesse chimique et mécanique, le zircon peut subir des
transformations importantes lors d'événements métamorphiques de grades variés.
Dans un environnement favorable, le zircon peut cristalliser ou bien être affecté par
des surcroissances discrètes ( 10 μm) dès le faciès prehnite-pumpellyite (c. 250°C)
(Rasmussen 2005) et schistes verts (c. 350°C) dans les ardoises par exemple
(Dempster et al., 2004). Sous les conditions du faciès amphibolite (T 500°C), le
zircon peut subir des processus de recristallisation favorisés par la présence de
zones riches en éléments en traces (REE, Th, U…) incorporés durant la
cristallisation du zircon. L’incorporation de ces éléments en fortes quantités est
responsable d’une distorsion du réseau cristallin, qui devenu instable, est susceptible
de recristalliser pour former une structure plus stable par expulsion des éléments, en
particulier le Th et le Pb radiogénique (Pidgeon 1992). Par rapport aux zones non
recristallisées, on observe une diminution du rapport Th/U, compatible avec le rayon
atomique de l’U (0.100 nm) plus proche du Zr (0.084 nm) que le Th (0.105 nm). Les
zones recristallisées sont reconnaissables par un effacement des structures initiales
(Figure 36) et une disposition aléatoire à l'intérieur du minéral, ce qui rend leur
élimination ou leur concentration, par abrasion des grains par exemple, impossible.
La recristallisation peut se produire de façon statique tardivement dans l'histoire
magmatique des cristaux, lors d'une élévation de température associée à un
événement métamorphique (Pidgeon 1992), ou bien être associée à une percolation
de fluides (Rubatto et al., 2008).
Figure 36: Fragment de cristal
magmatique automorphe zoné affecté
par des processus de recristallisation
(Orthogneiss de Kaduna, Nigéria). Les
zones de recristallisation, en blanc au
centre du minéral sont transgressives par
rapport à la structure initiale et,
contiennent encore par endroit des
fantômes de zonage originel. On note
également la modification de la forme
originale par adjonction de matériel au
niveau de la terminaison inférieure du
fragment. La recristallisation partielle de
ce cristal est liée à un événement
métamorphique de faciès amphibolite et
d'âge Pan-Africain ( Bruguier et al.,
1994).
Dès le stade du facies amphibolite, des surcroissances métamorphiques
peuvent également apparaître (Figures 37 et 38). Ce processus correspond à une
nouvelle croissance avec adjonction de matériel et non plus à une redistribution des
éléments à l’intérieur du minéral. Le développement de surcroissances ou la
néoformation de cristaux de zircon durant un épisode métamorphique nécessite
d’une part la déstabilisation de phases minérales libérant le zirconium dans le milieu
et, d’autre part, le transport du zirconium libéré jusqu’aux nouveaux sites de
croissance. Il y a donc une relation possible entre l’âge obtenu sur les zircons
métamorphiques et les réactions de déstabilisation des phases riches en Zr.
61