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
métamorphisme prograde d'événements métamorphiques du faciès amphibolite
(Figure 44).
Figure 44: Evolution T-t
pour différents types de
minéraux accessoires
(Ceinture de Jimperding,
Craton du Yilgarn). Les
chiffres romains sont reliés
aux différents stades de
l'histoire magmatique (I: -
14°C/Ma; II: -5°C/Ma) alors
que les chiffres arabes
représentent l'évolution
métamorphique (1:
+13°C/Ma; 2: -10°C/Ma; 3: -
1.4 °C/Ma). La bande verte
correspond à une période
d'activité magmatique,
reliée au métamorphisme
régional. Les âges des
sphènes (en rouge) et des
monazites (vert clair)
correspondent à des
réactions métamorphiques
(âges de croissance) (
Bosch et al., 1996).
La monazite a longtemps été considérée comme un minéral à structure interne
simple, permettant de dater l'âge de cristallisation des magmas, ou l'âge du pic du
métamorphisme. Cette assertion est en grande partie reliée à la position concordante
des monazites dans le diagramme Concordia, témoignage d'une évolution en
système clos du couple U-Pb. Au contraire du zircon qui présente fréquemment un
réseau cristallin dégradé par la métamictisation, la monazite, en dépit de teneurs très
élevées en éléments radioactifs (Th et U) ne subit pas de telles dégradations du
réseau cristallin. Cette caractéristique résulte d'un effacement (auto-cicatrisation) des
dommages liés à la désintégration radioactive. Cette différence entre la monazite et
le zircon est probablement liée à des différences de force de liaisons entre, d'une
part les groupements PO 4
3- dans les phosphates (monazite et apatite) et, d'autre
part, les groupements SiO 4
4- dans le zircon et les autres silicates riches en uranium
qui tendent à devenir métamictes (allanite par exemple) et donc moins rétentifs vis à
vis du plomb radiogénique. Les silicates possèdent une structure cristalline plus
flexible permettant des liaisons à angles variables et subissent des dommages dans
ces régions qui conduisent à des états non-cristallins. La structure plus rigide des
phosphates ne permet pas de rotations et, de ce fait, après une perturbation, les
atomes sont contraints de retourner à leurs sites originaux. De même, l'énergie
nécessaire à la recristallisation a une grande influence sur la rétention des
dommages radioactifs. Ce seuil d'énergie dépend en partie de l'énergie des liaisons
cation-oxygène formant le réseau. Si le seuil d'énergie est faible les dommages subis
par le réseau seront cicatrisés. L'énergie des liaisons P-O (334 kJ/mole) est
approximativement 200 kJ/mole plus faible que celle des liaisons Si-O. La monazite
(pour laquelle les liaisons P-O sont prédominantes) cicatrise les dommages plus
facilement alors que le zircon est plus résistant à ce phénomène.
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