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
5.2. Exemple de la monazite [(Ce, La, Th) PO 4 ]
Minéral souvent sous-utilisé en géochronologie, la monazite constitue pourtant un
très bon géochronomètre. Ce phosphate de terres rares légères est, dans les roches
crustales, beaucoup moins commun que le zircon, mais pas nécessairement moins
abondant. Il se trouve fréquemment dans les roches granitiques meta- à peralumineuses
et se rencontre également comme minéral accessoire dans les schistes
et les gneiss de composition pélitique du faciès amphibolite supérieur à granulite.
Dans les roches détritiques de type quartzite, la monazite, héritée des régions
sources, est stable sous des conditions métamorphiques variées. Dans les roches
métamorphiques de composition pélitique, la monazite peut également se rencontrer
sous la forme de minéraux détritiques. Cependant, dès les plus faibles grades, elle
se déstabilise généralement pour former l'allanite qui devient le mineral hôte pour les
terres rares (Kingsbury et al., 1993; Wing et al., 2003; Janots et al., 2009). Le
xénotime (YPO 4 ) peut également se former au cours de cette réaction et incorporer
ainsi le phosphore libéré par la monazite. A plus haut grade, la monazite réapparaît
et se forme lorsque le sédiment franchit les conditions de faciès amphibolite inférieur
au niveau de l'isograde staurotide, dès les températures d'environ 525±25°C (Smith
and Barreiro, 1990). A ce stade, la cristallisation de monazite fait intervenir la
déstabilisation de minéraux précurseurs et la libération d'éléments nécessaires à sa
formation:
- le phosphore (à partir d'apatite),
- les terres rares légères (à partir d'argile à très faible grade, d'allanite à
des grades faibles à moyens, de phosphates hydratés riches en terres
rares légères (rhabdophane), de sphènes, d'oxydes (ThO 2 , Ce 2 O 3 ) ou
d'autres minéraux contenant des terres rares),
- le thorium (à partir de micas, d'allanite, d'apatite, sphène et finalement
thorianite et thorite à haut grade).
Kingsbury et al. (1993) par exemple présente un large grain de monazite avec un
coeur constitué par un cristal d'apatite qui a pu servir de site de nucléation pour la
monazite et qui constituerait donc un précurseur (Figure 43).
Figure 43: Image de microscopie
electronique à balayage du schiste de
Latham (Old Woman Mountains BAOW-
2) montrant un grain de monazite localisé
à la limite entre le quartz (Q), la
muscovite (M) et la biotite (B). Le grain
de monazite au centre de la photo
présente un cœur d'apatite (d'après
Kingsbury et al., 1993).
Dans les séries pélitiques, la croissance des monazites dès les faibles températures
(~ 500°C), combinée à une diffusion faible du Pb dans son réseau cristallin (T f > à
700°C), indique que ce minéral est potentiellement un bon chronomètre pour dater le
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